《电路》课程教学资源（课后讲稿）第5章 含有运算放大器的电阻电路

第五章 含有运算放大器的电阻电路学习要点1.运算放大器的电路模型：2.运算放大器在理想化条件下的外部特性3.含理想运放的电阻电路的分析4.几个典型电路。9/23/2022

第五章 含有运算放大器的电阻电路 学习要点 1. 运算放大器的电路模型； 2. 运算放大器在理想化条件下的外部特性； 3. 含理想运放的电阻电路的分析； 4. 几个典型电路。 9/23/2022 1

重点V理想运算放大器的外部特性、电路模型：A用结点法分析含有运算放大器的电阻电路。口难点运算放大器的电路模型理想运算放大器两个规则的应用■典型电路分析。9/23/2022

￾ 重点 ￾ 理想运算放大器的外部特性、电路模型； A 用结点法分析含有运算放大器的电阻电路。 ￾ 运算放大器的电路模型； ￾ 理想运算放大器两个规则的应用； ￾ 典型电路分析。 ￾ 难点 9/23/2022 2

S5-1运算放大器的电路模型V1.集成运算放大器简介AmplifielOPA454口是一个包含许多晶体管的电子器件TNSARUMENTS最早开始应用于1940年，主要用来实现对模拟量进行数学运算的功能故称集成运算放大器。1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了广泛的应用如今，集成运算放大器的应用早已超出模拟计算的范跨。它象一个性能很高的晶体管，只要外加少数几个元件，就能方便地完成各种各样的功能。9/23/2022

§5-1 运算放大器的电路模型 1. 集成运算放大器简介 ￾ 是一个包含许多晶体管的电子器件， 最早开始应用于1940年，主要用来 实现对模拟量进行数学运算的功能， 故称集成运算放大器。 1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器 逐步集成化，大大降低了成本，获得了广泛的应用。 如今，集成运算放大器的应用早已超出模拟计算的 范踌。它象一个性能很高的晶体管，只要外加少数 几个元件，就能方便地完成各种各样的功能。 9/23/2022 3

D各种型号的集成运放MINA128LM108HINA122749A6001TJRCM51957BOPA22444558DLM324N03C9JRCW991094482166GMALAYSTAVDDIN+aeAS1710AS1710aestnamicrosystemsVSSSHDNNLM358NVDLOFFYCO6AVS5OUTIN9/23/2022

各种型号的集成运放 9/23/2022 4

2.集成运放的应用V■应用广泛，电路形式于变万化，但从工作状态看分为线性应用和非线性应用两大类。(1)线性应用：工作于线性放大状态。构成比例、加、减、乘、除、指数、对数、微分、积分、有源滤波器、正弦波发生器等运算电路。(2)非线性应用：工作于开关状态。构成电压比较器、各种非正弦波发生器（方波、三角波、锯齿波)等。信号的运算电路信号的处理电路信号的发生电路9/23/2022

2. 集成运放的应用 (1)线性应用：工作于线性放大状态。 (2)非线性应用：工作于开关状态。 ￾ 应用广泛，电路形式千变万化，但从工作状态看， 分为 线性应用和非线性应用 两大类。 构成比例、加、减、乘、除、指数、对数、微分、 积分、有源滤波器 、正弦波发生器等运算电路。 构成电压比较器、各种非正弦波发生器(方波、三 角波、锯齿波)等。 信号的运算电路 信号的处理电路 信号的发生电路 9/23/2022 5

3.电路结构与特点V中间级输入级输出级输出端输入端用以电压放大.偏置电路优点：①高增益；②输入电阻大，输出电阻小。①扩展频带缺点：①频带过窄线性应用时②线性范围小」②减小非线性失真一加入负反馈9/23/2022

3. 电路结构与特点 ①频带过窄 ②线性范围小 缺点： 加入负反馈 ①扩展频带 ②减小非线性失真 优点：①高增益； ②输入电阻大，输出电阻小。 输 入 级 输入端 中间级 用以电 压放大 偏置 电路 输 出 级 输出端 线性应用时 9/23/2022 6

国产F007内部原理图(对应国外mA741)+15V正电源A=105.5同相输入端wo7u输出端O反相K4输入端调零端调零端负电源-15V9/23/2022

国产F007内部原理图(对应国外mA741) 同相 输入端 反相 输入端 输 出 端 正 电 源 负 电 源 调 零 端 调 零 端 A=105.5 u + u - uo +15V -15V 9/23/2022 7

F007(或mA741)有八个管脚V②脚为反相输入端：③脚为同相输入端③脚为输出端5①和④脚为正、负电源端；F00T①和?脚为调零端通常接10k口调零电位器，，中心抽头接④脚③脚为空脚。单电源：LM358为双运放OUT1Vco3~30VOUT2IN1(-)双电源：IN2(-)IN1 (+)±1.5～±15V自稳零IN2(+)GND9/23/2022

F007(或mA741)有八个管脚： ① ② ③ ⑤ ④ ⑧ ⑥ ⑦ ②脚为反相输入端； ③脚为同相输入端； ⑥脚为输出端； ⑦和④脚为正、负电源端； ①和⑤脚为调零端； ⑧脚为空脚。 通常接10k￾ 调零电位器，中心抽头接④脚。 LM358为双运放 单电源： 3～30V 双电源： ±1.5～±15V 自稳零 9/23/2022 8

4.电路符号V反相输入+Ec在电路符号图中一般吕_VAu。十不画出直流电源端ouo1ut+而只有 ut、u、 u.三输出端吕-Ec同相输入端和接地端。A：开环电压放大倍数，DA可达十几万倍以上。+ud+++u4图中参考方向表示每一点Wout对地的电压，在接地端未110工画出时尤须注意u'o有些资料采用这一符号ouout+9/23/2022

4.电路符号 + - + A 反相输入 同相输入 输出端 u - u + uo +EC -EC 在电路符号图中一般 不画出直流电源端， 而只有 u + 、u -、 uo三 端和接地端。 + - + A u + uo + - + - u - + - + - ud A：开环电压放大倍数， 可达十几万倍以上。 图中参考方向表示每一点 对地的电压，在接地端未 画出时尤须注意。 + u - - u + 有些资料采用这一符号 uo 9/23/2022 9

5.集成运放的输入情况VVADAVAuowoouudud0O++uto+ut(1）若在两个输入端同时加输入电压 u+和u有：u.=A(u+-u) =A叫做双端输入。ug= u+-u称差动电压，故也称差动输入方式。(2）若只在一个输入端加输入电压，另一端接地，则称为单端输入。有两种方式反相输入：u。=-Au同相输入：u.=Au+109/23/2022

5. 集成运放的输入情况 uo = -Au - 同相输入：uo = Au + (1) 若在两个输入端同时加输入电压 u + 和u -有： uo = A (u +-u - ) = A ud 叫做双端输入。 ud =￾u +-u - ￾￾称差动电压， (2) 若只在一个输入端加输入电压，另一端接地， 反相输入： 故也称差动输入方式。 u - u + uo + - + A ud + - u - uo + - + A ud + - u + uo + - + A ud + - 则称为 单端输入。有两种方式 9/23/2022 10