《电工与电子技术基础》第9章集成运算放大器.ppt

电工电子技术基础（第二版）主 编 李中发中国水利水电出版社 第9章 集成运算放大器集成运算放大器在线性和非线性应用时的基本概念和分析依据集成运算放大器应用电路的分析方法负反馈的概念、反馈极性及类型的判别，负反馈对放大电路性能的影响。集成运算放大器在线性和非线性应用方面常用电路的组成、工作原理和电路功能学习要点 9.1 集成运算放大器简介9.1.1 集成运算放大器的组成通常由差动放大电路构成，目的是为了减小放大电路的零点漂移、提高输入阻抗。通常由共发射极放大电路构成，目的是为了获得较高的电压放大倍数。通常由互补对称电路构成，目的是为了减小输出电阻，提高电路的带负载能力。一般由各种恒流源电路构成，作用是为上述各级电路提供稳定、合适的偏置电流，决定各级的静态工作点。 集成运放的电路符号如图所示。它有两个输入端，标“+”的输入端称为同相输入端，输入信号由此端输入时，输出信号与输入信号相位相同；标“－”的输入端称为反相输入端，输入信号由此端输入时，输出信号与输入信号相位相反。 9.1.2 集成运算放大器的主要参数及种类1、集成运放的主要参数 2、集成运放的种类 9.1.3 集成运算放大器的理想模型集成运放的理想化参数： Ado=∞、 rid=∞、 ro=0 、KCMR=∞、等非线性区（饱和区）非线性区分析依据：当ｕi0，即ｕ＋ｕ－时，ｕo＝＋ｕOM当ｕi0，即ｕ＋ｕ－时，ｕo＝－ｕOM 集成运放的理想化参数： Ado=∞、 rid=∞、 ro=0 、KCMR=∞、等线性区（放大区）线性区分析依据：（1）虚断。由rid=∞，得i＋＝i－＝0，即理想运放两个输入端的输入电流为零。（2）虚短。由Ado=∞，得u＋＝u－，即理想运放两个输入端的电位相等。若信号从反相输入端输入，而同相输入端接地，则u－＝u＋=0，即反相输入端的电位为地电位，通常称为虚地。 9.2 模拟运算电路9.2.1 比例运算电路1、反相输入比例运算电路 2、同相输入比例运算电路 电压跟随器 9.2.2 加法和减法运算电路1、加法运算电路 2、减法运算电路 例：求图示电路中uo与ui1、ui2的关系。解：电路由第一级的反相器和第二级的加法运算电路级联而成。 例：求图示电路中uo与ui的关系。 9.2.3 积分和微分运算电路1、积分运算电路 ui为恒定电压时积分电路uo的波形 2、微分运算电路 9.3 放大电路中的负反馈9.3.1 反馈的基本概念反馈：将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（反馈电路）送回到输入回路，从而影响输入信号的过程。反馈到输入回路的信号称为反馈信号。根据反馈信号对输入信号作用的不同，反馈可分为正反馈和负反馈两大类型。反馈信号增强输入信号的叫做正反馈；反馈信号削弱输入信号的叫做负反馈。 若xi、xf和xd三者同相，则xd xi ，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用，引入的是负反馈。 例：判断图示电路的反馈极性。解：设基极输入信号ui的瞬时极性为正，则发射极反馈信号uf的瞬时极性亦为正，发射结上实际得到的信号ube（净输入信号）与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故可确定为负反馈。 例：判断图示电路的反馈极性。解：设输入信号ui瞬时极性为正，则输出信号uo的瞬时极性为负，经RF返送回同相输入端，反馈信号uf的瞬时极性为负，净输入信号ud与没有反馈时相比增大了，即反馈信号增强了输入信号的作用，故可确定为正反馈。 例：判断图示电路的反馈极性。解：设输入信号ui瞬时极性为正，则输出信号uo的瞬时极性为正，经RF返送回反相输入端，反馈信号uf的瞬时极性为正，净输入信号ud与没有反馈时相比减小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故可确定为负反馈。 9.3.2 反馈的类型及其判别根据反馈信号是取自输出电压还是取自输出电流，可分为电压反馈和电流反馈。电压反馈的反馈信号xf取自输出电压uo，xf与uo成正比。电流反馈的反馈信号xf取自输出电流io，xf与io成正比。电压反馈和电流反馈的判别，通常是将放大电路的输出端交流短路（即令uo=0 ），若反馈信号消失，则为电压反馈，否则为电流反馈。 根据反馈网络与基本放大电路在输入端的连接方式，可分为串联反馈和并联反馈。串联反馈的反馈信号和输入信号以电压串联方式叠加，ud=ui－uf，以得到基本放大电路的输入电压ud。并联反馈的反馈信号和输入信号以电流并联方式叠加，id=ii－if，以得到基本放大电路的输入电流ii。串联反馈和并联反馈可以根据电路结构判别。当反馈信号和输入信号接在放大电路的同一点（另一点往往是接地点）时，一般可判定为并联反馈；而接在放大电路的不同点时，一般可判定为串联反馈。综合以上两种情况，可构成电压串联、电压并联、电流