集成運放及其基本應(yīng)用

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1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)FundamentalsofAnalogElectronic第二章集成運放及其基本應(yīng)用第二章集成運放及其基本應(yīng)用§2.1放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)§2.2集成運算放大電路§2.3理想運放組成的基本運算電路§2.4理想運放組成的電壓比較器§2.1放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)一、放大的概念二、放大電路的性能指標(biāo)一、放大的概念放大的本質(zhì)：能量的控制，利用有源元件實現(xiàn)VCC至少一路直流電源供電，是能源判斷電路能否放大的基本出發(fā)點放大的特征：功率放大常用正弦波做測試信號放大的對象：變化量放大的基本要求：不失真—

2、—放大的前提輸入信號為零時為靜態(tài)。能夠控制能量的元件二、性能指標(biāo)：研究的是動態(tài)性能。1.放大倍數(shù)：輸出量與輸入量之比電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測試的參數(shù)信號源信號源內(nèi)阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流對信號而言，任何放大電路均可看成二端口網(wǎng)絡(luò)。2.輸入電阻和輸出電阻將輸出等效成有內(nèi)阻的電壓源，內(nèi)阻就是輸出電阻?？蛰d時輸出電壓有效值帶RL時的輸出電壓有效值輸入電壓與輸入電流有效值之比。從輸入端看進去的等效電阻3、通頻帶4、最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。由于電容、電感及半導(dǎo)體元件的電容效應(yīng)，使放大電路在信號頻率較低和較

3、高時電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對不同頻率信號的適應(yīng)能力。下限頻率上限頻率5、最大輸出功率和效率：功率放大電路的主要指標(biāo)參數(shù)。擴音機的fL和fH為多少？§2.2集成運算放大電路一、差分放大電路的概念二、集成運放的符號及電壓傳輸特性三、理想運放及其動態(tài)等效電路一、差分放大電路的概念1.共模信號和差模信號共模信號：若差分放大電路的兩個輸入端所輸入的信號大小相等、極性相同，則稱之為共模信號。差模信號：若差分放大電路的兩個輸入端所輸入的信號大小相等、極性相反，則稱之為差模信號。對差分放大電路的要求：放大差模信號、

4、抑制共模信號2.典型差分放大電路方框圖典型的差分放大電路有兩個輸入端、兩個輸出端，它們均不直接接地，這種電路形式稱為雙端輸入、雙端輸出接法。（1）加差模信號時差分放大電路的輸入回路和輸出回路均具有對稱性，故輸入回路和輸出回路的中點電位不變，即動態(tài)電位為0，即為“地”。RL（2）加共模信號時差分放大電路具有理想對稱性，溫度變化所引起晶體管參數(shù)的變化可等效為共模信號輸入。uI/23.差分放大電路的放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)共模抑制比越大越好絕對值越小越好絕對值越大越好為綜合考察差分放大電路放大差模信號和抑制共模信號的能力

5、，引入?yún)?shù)—共模抑制比。4.差分放大電路的四種接法由于在實際應(yīng)用場合為避免干擾輸入信號源有接地端，為負(fù)載安全負(fù)載常需有接地端，故差分放大電路有四種接法，即雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出。雙端輸入、單端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路二、集成運放的符號及電壓傳輸特性集成運算放大電路因最初為實現(xiàn)信號的運算而得名。高性能：輸入電阻很大、輸出電阻很小、差模放大倍數(shù)很大、共模放大倍數(shù)很小、頻帶很寬、受溫度的影響很小……不同型號的集成運放供電電源不同，有的兩路電源供電，有的一路電源供電，有的兩種情

6、況均可。缺省時認(rèn)為是±VCC（常為±15V）供電。1.符號極性相同極性相同二、電壓傳輸特性:輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系線性區(qū)開環(huán)差模增益高達(dá)幾十萬倍非線性區(qū)輸出不是高電平+UOM就是低電平-UOM若±UOM=±14V，Aod=105，則為保證集成運放工作在線性區(qū)輸入信號的范圍為多少？三、理想運放及其動態(tài)等效電路理想運放的參數(shù)特點：差模輸入電阻rid為∞、輸出電阻ro為0、開環(huán)差模增益Aod為∞、共模抑制比KCMR為∞。四、理想運放兩個工作區(qū)域的特點1.理想運放的線性工作區(qū)域有限值無窮大無窮小為保證理想運放工作在線性區(qū)，必

7、須引入負(fù)反饋。無源網(wǎng)絡(luò)反饋：將放大電路的輸出量通過一定的方式引回到輸入回路來影響輸入量，稱為反饋。正、負(fù)反饋：若反饋的結(jié)果使輸出量的變化增大，則稱為正反饋；若反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小，則稱為負(fù)反饋。uO↑→uN↑→uO↓（1）電路結(jié)構(gòu)（2）工作在線性區(qū)的特點由于uO為有限值，Aod＝∞，因而凈輸入電壓uP－uN＝0，即因為凈輸入電壓為零，又因為輸入電阻為無窮大，所以兩個輸入端的輸入電流也均為零，即uP＝uN——虛短路iP＝iN＝0——虛斷路“虛短”和“虛斷”是分析工作在線性區(qū)的集成運放的應(yīng)用電路的兩個基本出發(fā)點。2.理

8、想運放的非線性工作區(qū)域為保證理想運放工作在非線性區(qū)，必須引入正反饋或工作于開環(huán)。（1）電路結(jié)構(gòu)（2）工作在非線性區(qū)的特點“虛斷”是分析工作在非線性區(qū)的集成運放的應(yīng)用電路的基本出發(fā)點。但“虛短”不再適用。輸出不是高電平+UOM就是低電平-UOM§2.3理想運放組成的基本運算電路一、概述二、比例運算電路三、