《电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第16章 集成运算放大器

电子披术 dianzi 第16章集成运算放大器 16.1集成运算放大器的简单介绍 162运算放大器在信号运算方面的应用 16.3运算放大器在信号处理方面的应用 16.4运算放大器在波形产生方面的应用 16.5运算放大器在信号测量方面的应用 16.6集成功率放大器 16.7运算放大电路中的负反馈 16.8使用运算放大器应注意的几个问题 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 第16章 集成运算放大器 16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的应用 16.4 运算放大器在波形产生方面的应用 16.8 使用运算放大器应注意的几个问题 16.6 集成功率放大器 16.5 运算放大器在信号测量方面的应用 16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 16.7 运算放大电路中的负反馈

电子披术 dianzi 第16章集成运算放大器 本章要求 1.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 2.理解运算放大器的电压传输特性,理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法。 3.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理,了解有源滤波器 的工作原理。 4.理解电压比较器的工作原理和应用。 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 2. 理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法。 3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器 的工作原理。 4. 理解电压比较器的工作原理和应用。 本章要求 第16章 集成运算放大器

电子披术 diana 161集成运算放大器的简单介绍 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多 级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的 种模拟集成电路。 16.1.1集成运算放大器的特点 特点:高增益、高可靠性、低成本、小尺寸 A高:80dB~140dB 集成运放的符号: i高:105~1012 CC rn低:几十9~几百2 C高:70dB-130dB 0 I-UEE 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.1.1 集成运算放大器的特点 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多 级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的 一种模拟集成电路。 特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸 Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB 集成运放的符号： uo + + Auo u+ u– 。 。 。 +UCC –UEE – 

16.2电路的简单说明 电子披术 a dianzi 反相 CC 输入端 输出端 同相 EE 输入端 输入级中间级输出级 输入级:输入电阻高,能减小零点漂移和抑制干扰 信号,都采用带恒流源的差放。 中间级:要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的 共发射极放大电路构成。 输出级:与负载相接,要求输出电阻低,带负载能 力强,一般由互补对称电路或射极输出器构成。 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 +UCC –UEE uo u– u+ 16.1.2 电路的简单说明 输入级 中间级 输出级 同相 输入端 输出端 反相 输入端 输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰 信号，都采用带恒流源的差放 。 中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的 共发射极放大电路构成。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能 力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成

电子披术 1613主要参数 dianzi 1.最大输出电压UoP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2.开环差模电压增益Ao 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。Ao 愈高,所构成的运算电略越稳定,运算精度也越高。 3.输入失调电压Uo 4输入失调电流lo愈小愈好 5.输入偏置电流lB 6.共模输入电压范围UcM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值, 运放的共模抑制性能下降,甚至造成器件损坏。 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 16.1.3 主要参数 1. 最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo 愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 6. 共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。 愈小愈好 3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流 IIB

电子披术 16.1.4理想运算放大器及其分析依据 dianzi +U 1.理想运算放大器 CC A10>0,rd→>0 9● r。>0,KCMR→>0 2.电压传输特性u。=f(u1) +U 0 EE o(sa t 线性区: 理想特性、 线性区 uo +-L 非线性区: 实际特性饱和区」4>时,a。=+Un o(sat) U 时 U (sat) o sa 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 16.1.4 理想运算放大器及其分析依据 1. 理想运算放大器 Auo →  ， rid →  ， ro→ 0 ， KCMR→  2. 电压传输特性 uo= f (ui ) 线性区： uo = Auo(u+– u– ) 非线性区： u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) +Uo(sat) u+– u– uo –Uo(sat) 理想特性 线性区 实际特性 uo + +  u+ u– +UCC –UEE –  饱和区 O

电子披术 dianzi 3.理想运放工作在线性区的特点 因为u0=Ao0(n+u) +°aoF以(1)差模输入电压约等于0 即u+=u,称“虚短” 电压传输特性 (2)输入电流约等于0 即i=i≈0,称“虚断” + o(sat 线性区 A,越大,运放的 线性范围越小,必 须加负反馈才能使 osa 其工作于线性区。 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 3. 理想运放工作在线性区的特点 因为 uo = Auo(u+– u– ) 所以(1) 差模输入电压约等于 0 即 u+= u– ,称“虚短” (2) 输入电流约等于 0 即 i+= i–  0 ,称“虚断” 电压传输特性 Auo越大，运放的 线性范围越小，必 须加负反馈才能使 其工作于线性区。 + + ∞ uo u– u+ i+ i– –  u+– u– uo 线性区 –Uo(sat) +Uo(sat) O

电子披术 4.理想运放工作在饱和区的特点 dianzi 电压传输特性 +U o(sat) 饱和区 (1)输出只有两种可能,+U0a或-U0s0 当u+>u时,u0=+U0a u<u时, o(sa 不存在“虚短”现象 (2)i=i≈0,仍存在“虚断”现象 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 4. 理想运放工作在饱和区的特点 (1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat) (2) i+= i–  0,仍存在“虚断”现象 电压传输特性 当 u+> u– 时， uo = + Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象 u+– u– uo –Uo(sat) +Uo(sat) 饱和区 O

电子披术 dianzi 162运算放大器在信号运算方面的运用 集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后,能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。 运算放大器工作在线性区时,通常要引入深 度负反馈。所以,它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数,而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式,就可以 实现不同的运算。 总目录章目录返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 16.2 运算放大器在信号运算方面的运用 集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。 运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算

1621比例运算 电子披术 dianzi 1.反相比例运算动画 (2)电压放大倍数 (1)电路组成 因虚断,i=L=0, F 所以i≈ u =u R 1 F R ×× 因虚短,所以u=u+=0, 0 称反相输入端“虚 以后如不加说明,输入、地”一反相输入的重要 输出的另一端均为地传R R 因要求静态时u+、u对 地电阻相同, R F 所以平衡电阻R2=R1∥RF R 总目录障目剥返回一页下一页

总目录 章目录 返回 上一页 下一页 16.2.1 比例运算 1. 反相比例运算 1 i 1 R u u i − − = F o f R u u i − = − （1）电路组成 以后如不加说明，输入、 输出的另一端均为地(⊥)。 （2）电压放大倍数 因虚短, 所以u–=u+= 0， 称反相输入端“虚 地”— 反相输入的重要 特点 因虚断，i+= i– = 0 ， i f i1 i– i+ uo RF ui R2 R1 + + – – + +  –  所以 i1  i f 因要求静态时u+、 u– 对 地电阻相同， 所以平衡电阻 R2 = R1 // RF 动画