《电路》课程教学资源（教案讲义）CH5 含有运算放大器的电阻电路

CH5含有运算放大器的电阻电路本章介绍运算放大器的电路模型；运算放大器在理想化条件下的外部特性；以及含有运算放大器的电阻电路的分析；另外介绍一些典型电路。s5-1运算放大器的电路模型教学目的：掌握运算放大器的概念、特性、电路模型教学重点：运算放大器的特性、电路模型教学难点：运算放大器的电路模型。教学方法：课堂讲授教学内容：一、运算放大器简称运放。是由许多晶体管组成，并能把输入电压放大一定倍数后再输送出的集成电路二、电压放大倍数也叫电压增益，是输出电压与输入电压的比值。三、运放的电路图形及符号Eta7O0uVaou.b0+?十ub odE图5-1实际运算放大器电路符号四、运放的特性

CH5 含有运算放大器的电阻电路 本章介绍运算放大器的电路模型；运算放大器在理想化条件下 的外部特性；以及含有运算放大器的电阻电路的分析；另外介绍一些 典型电路。 §5-1 运算放大器的电路模型 教学目的：掌握运算放大器的概念、特性、电路模型。 教学重点：运算放大器的特性、电路模型。 教学难点：运算放大器的电路模型。 教学方法：课堂讲授 教学内容： 一、运算放大器 简称运放。是由许多晶体管组成，并能把输入电压放大一定倍数后再输送出的集成电路 二、电压放大倍数 也叫电压增益，是输出电压与输入电压的比值。 三、运放的电路图形及符号 o + u − u b uo a 图 5-1 实际运算放大器电路符号 四、运放的特性

近似特性u.Uasatu-oVA实际特性0wdU+0ds+wou.o+OUasudbUsat图5-2运放外特性五、运放的电路模型au。+R.+uaR.A(u -u)u.+ubY9图5-3运放的电路模型S5-2含有理想运算放大器的电路的分析教学目的：掌握理想运算放大器的特性；含有运算放大器的电阻电路的分析。教学重点：用结点法分析含有运算放大器的电阻电路。教学难点：理想运算放大器两个规则的应用：典型电路分析。教学方法：课堂讲授教学内容：一、说明1.理想运放：在线性工作区域内，满足下列条件，则称为理想运放：（1)Rin=00;(2)Ro=0;(3) A=80。2.两条规则：

图 5-2 运放外特性 五、运放的电路模型 a b − u + u Rin Ro ( ) + − A u − u uo ud 图 5-3 运放的电路模型 §5-2 含有理想运算放大器的电路的分析 教学目的：掌握理想运算放大器的特性；含有运算放大器的电阻电路 的分析。 教学重点：用结点法分析含有运算放大器的电阻电路。 教学难点：理想运算放大器两个规则的应用；典型电路分析。 教学方法：课堂讲授 教学内容： 一、说明 1．理想运放：在线性工作区域内，满足下列条件，则称为理想运放： （1）Rin=∞； （2）Ro=0； （3）A=∞。 2．两条规则：

（1）倒向端和非倒向端的输入电流均为零，称为“虚断”（2）对于公共端（地），倒向输入端的电压与非倒向端的电压相等，称为“虚短”。（注意“虚地”的概念）3．分析运放的方法（1）结点电压法：(2) KCL。注：对输出端结点不列写，因该点电流不定。二、常用理想运放电路1.倒向比例放大器izR分析：="-1Rn-10R,-R,R.+un-11.Ruu规则1“虚断”：i=0一i=i规则2“虚短”：u=u=0图5-4倒向比例放大器2.同向比例放大器8分析：i+R,+u规则1“虚断”：讠=计=0十O+it规则2“虚短”：u=u=uuu.R,u,R,R2u:uR, +R,0RR, +R,=(1+u.=uRR图5-5同向比例放大器3.电压跟随器

（1）倒向端和非倒向端的输入电流均为零，称为“虚断”。 （2）对于公共端（地），倒向输入端的电压与非倒向端的电压相等，称为“虚短”。（注意“虚 地”的概念） 3．分析运放的方法 （1）结点电压法； （2）KCL。 注：对输出端结点不列写，因该点电流不定。 二、常用理想运放电路 1．倒向比例放大器 2．同向比例放大器 图 5-5 同向比例放大器 Rf uo  − i u1 R1 R2 + i + u − u  规则1“虚断” ： = = 0 − + i i 规则2“虚短” ： − + u = u = u1 o f u R R R u 2 2 + = − + − = u R R R u f o 2 2 1 2 (1 )u R Rf = + 分析： 3．电压跟随器

V8分析：O+u-u=uin+o+u.Winu=u00U。=Uin图5-6电压跟随器特点：①输入阻抗无穷大（虚断）：②输出阻抗为零；应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。4.倒向加法器R,R,i+t3R,+i,RodV+oliu1214u.it图5-7倒向加法器分析：规则1“虚断”：i=i+i+ii=0u。-uu,-uuj -uuz -uR,RR2R,规则2“虚短”：u=u=05.减法器（见教材习题5-2）[例]:在负载R,与电子R,之间加一电压跟随器，说明它在此电路中的作用，并求此时u,=?

图 5-6 电压跟随器 uo  uin  − + u = u = uin u = uo − uo = uin 分析： 特点：①输入阻抗无穷大（虚断）； ②输出阻抗为零； 应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。 4．倒向加法器 分析： 规则1“虚断” ： = 0 − i 1 2 3 i = i + i + i 3 3 2 2 1 1 R u u R u u R u u R u u f o − − − − − + − + − = − − 规则2“虚短” ： − + u = u = 0 5．减法器（见教材习题 5-2） [例]： 在负载 R1 与电子 R2 之间加一电压跟随器，说明它在此电路中的作用，并求此时 L u =？

RiRi+古o8+++++uRLu2R2R2ui么RLuLoaa(a)(b)图5-8电压跟随器的应用[解]:R,由规则I：u2=（分压公式）；uR, +R,由规则II：u,=ut=u-=ui;R2:u=u;R +R,u,与R,无关，负载R,的作用完全被隔离。结论：电压跟随器由于其输入电阻为，因而具有隔离作用，同时u,=u,也说明它具有跟随的作用

图 5-8 电压跟随器的应用 （a） （b） _ +  + + _ R1 R2 RL + _ u _ +  + + _ R1 R2 RL + _ uL u1 + _ R u2 2 RL R1 + _ u + _ u1 R2 RL R1 + _ uL + _ u1 R2 RL R1 + _ u + _ u1 [解]： 由规则 I： 1 1 2 2 2 u R R R u + = （分压公式）； 由规则 II：u = u = u = uL + − 2 ； ∴ 1 1 2 2 u R R R uL + = ； L u 与 RL 无关，负载 RL 的作用完全被隔离。 结论：电压跟随器由于其输入电阻为∞，因而具有隔离作用，同时 uL = u2 也说明它具有跟 随的作用