《电路与模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 负反馈放大器与集成运算放大器（8-3）集成运算放大电路

8.3集成运算放大电路 运算放大器大多被制作成集成电路,所以常称为集成 运算放大电器,简称为集成运放。在一个集成电路中,可以 含有一个运算放大器,也可以含有多个(两个或四个)运算放 大器,集成运算放大器既可作直流放大器又可作交流放大器 其主要特征是电压放大倍数高,功率放大很大,输入电阻非 常大和输出电阻较小。由于集成运算放大器具有体积小、重 量轻、价格低、使用可靠、灵活方便、通用性强等优点,在 检测、自动控制、信号产生与信号处理等许多方面得到了广 泛应用

运算放大器大多被制作成集成电路，所以常称为集成 运算放大电器，简称为集成运放。在一个集成电路中，可以 含有一个运算放大器，也可以含有多个(两个或四个)运算放 大器，集成运算放大器既可作直流放大器又可作交流放大器， 其主要特征是电压放大倍数高，功率放大很大，输入电阻非 常大和输出电阻较小。由于集成运算放大器具有体积小、重 量轻、价格低、使用可靠、灵活方便、通用性强等优点，在 检测、自动控制、信号产生与信号处理等许多方面得到了广 泛应用。 8.3集成运算放大电路

8.31集成运放的理想化条件 (1)开环差模电压放大倍数趋于无穷 2)输入电阻趋于无穷 (3)输出电阻趋于零 (4)共模抑制比趋于无穷; (5)有无限宽的频带; (6)当输入端u.=l+时,u=0。 目前,集成运放的开环差模电压放大倍数均在104以上, 输入电阻达到兆欧数量级,输出电阻在几百欧以下。因此, 作近似分析时,常常对集成运放作理想化处理

8.3.1集成运放的理想化条件 (1) 开环差模电压放大倍数趋于无穷； (2) 输入电阻趋于无穷； (3) 输出电阻趋于零； (4) 共模抑制比趋于无穷； (5) 有无限宽的频带； (6) 当输入端u -= u + 时，uo =0。 目前，集成运放的开环差模电压放大倍数均在104以上， 输入电阻达到兆欧数量级，输出电阻在几百欧以下。因此， 作近似分析时，常常对集成运放作理想化处理

对于工作在线性状态的理想集成运放,具有两个重要 特性 理想集成运放两输入端间的电压为0,但又不是短 路,故常称为“虚短”。 2.i=i≈0 理想运放的两个输入端不取电流,但又不是开路, 般称为“虚断”。 对于工作在非线性状态的理想集成运放,则具有: 当>时,o=-Uo当<,时,n=Um°其中 Uom是集成运放的正向或反向输出电压最大值

对于工作在线性状态的理想集成运放，具有两个重要 特性。 1. 理想集成运放两输入端间的电压为0，但又不是短 路，故常称为“虚短”。 2. 理想运放的两个输入端不取电流，但又不是开路，一 般称为“虚断” 。 对于工作在非线性状态的理想集成运放，则具有： 当 时， ；当 时， 。其中 是集成运放的正向或反向输出电压最大值。 −  + u u i − = i +  0 − + u  u uO = −UOm −  + u u O UOm u = + UOm

集成运放输出电压与差分输入电压之间的关系, 可用图819所示的电压传输特性来描述。 电11 Id 图8.19运算放大器的电压传输特性

集成运放输出电压与差分输入电压之间的关系， 可用图8.19所示的电压传输特性来描述。 图8.19运算放大器的电压传输特性

8.32基本运算电路 1.反相比例运算电路 反相比例运算电路如图8.20所示。 RE R 图820反相比例运算电路 由虚短、虚断可得:

8.3.2基本运算电路 1. 反相比例运算电路 反相比例运算电路如图8.20所示。 图8.2 0 反相比例运算电路 由虚短、虚断可得：

l≈t i=i≈0 R R R

I F i i i i u u = =   = − + − + 0 0 F I O R u R u = − 1 I F O u R R u 1 = −

2.同相比例运算电路 同相比例运算电路如图821所示。 R F 1F R 图821同相运算电路 由虚短、虚断可得:

2. 同相比例运算电路 同相比例运算电路如图8.21所示。 图8.21同相运算电路 由虚短、虚断可得：

i=i,=0 R lo=(1+)u R R1

F I i i i i u u u = = =  = − + − + 1 0 R1 u R u u I F I O = − − I F O u R R u (1 ) 1 = +

3.加减运算电路 (1)加法运算电路 加法运算电路如图8.22所示。 R R= = 1F R2 I20 IS 图822加法运算电路

3. 加减运算电路 (1) 加法运算电路 加法运算电路如图8.22所示。 图8.22 加法运算电路

因反相输入端为“虚地”,故得 ll 12 R 12 R, 于是,输出电压为 R 1 R 当时R1=R2=Rn,则lo=-(ln+12)

因反相输入端为“虚地” ，故得 于是，输出电压为 当时 ，则 1 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 1 1 1 1 R u R u i i R u i R u i R u i I I I I F O F I I I I = + = + − = = = ( ) 2 12 1 11 I F I F O u R R u R R u = − + R11 = R12 = RF ( ) O I1 I 2 u = − u + u