合肥工业大学：《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十一讲 集成电路运算放大器

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运放 集成电路运算放大器

集成电路运算放大器 集成运算放大器是一种高电压增益,高输入 电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。 分 级>>电压放大级>输出级。 偏置电路 运算放大器方框图 运放

运放 集成电路运算放大器 集成运算放大器是一种高电压增益，高输入 电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。 运算放大器方框图

1.输入级使用高性能的差分放大电路,它必 须对共模信号有很强的抑制力,而且采用双端输 入双端输出的形式。 2电压放大级要提供高的电压增益,以保证 运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电 路和带有源负载的高增益放大器 3输出级由PNP和NPN两种极性的三极 管或复合管组成,以获得正负两个极性的输出电 压或电流。具体电路参阅功率放大器 4偏置电路提供稳定的几乎不随温度而 变化的偏置电流,以稳定工作点 运放

运放 1.输入级 使用高性能的差分放大电路，它必 须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输 入双端输出的形式。 4.偏置电路 提供稳定的几乎不随温度而 变化的偏置电流，以稳定工作点。 3.输出级 由PNP和NPN两种极性的三极 管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电 压或电流。具体电路参阅功率放大器。 2.电压放大级 要提供高的电压增益，以保证 运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电 路和带有源负载的高增益放大器

集成放大器的符号 11o A v12 运算放大器的引线 运算放大器的符号中有三个引线端,两个 输入端,一个输出端。一个称为同相输入端, 即该端输入信号变化的极性与输出端相同,用 符号+2表示;另一个称为反相输入端,即该 端输入信号变化的极性与输出端相反,用符号 表示。输出端在输入端的另一侧,在符号 运放边框内标有+号

运放 运算放大器的引线 运算放大器的符号中有三个引线端，两个 输入端，一个输出端。一个称为同相输入端， 即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用 符号‘+’表示；另一个称为反相输入端，即该 端输入信号变化的极性与输出端相反，用符号 “-”表示。输出端在输入端的另一侧，在符号 边框内标有‘+’号。 集成放大器的符号

TLn84DI W9910964 LM3241 MALATS工A A9329 运算放大器外形图 RM43AD 357N 74E 运放

运放 运 算 放 大 器 外 形 图

理想运算放大器的条件 1.差模电压放大倍数Ad=∞,实际上A≥80dB即可。 2差模输入电阻R=∞,实际上R比输入端外电路的 电阻大2~3个量级即可 3输出电阻R。=0,实际上R比输入端外电路的电阻 小1~2个量级即可 4带宽足够宽 5共模抑制比足够大。 实际上在做一般原理性分析时,产品运算放大器 都可以视为理想的。只要实际的运用条件不使运算放 云器的某个技术指标明显下降即可

运放 1.差模电压放大倍数Avd=，实际上Avd≥80dB即可。 理想运算放大器的条件 2.差模输入电阻Rid=，实际上Rid比输入端外电路的 电阻大2～3个量级即可。 3.输出电阻Ro= 0，实际上Ro比输入端外电路的电阻 小1～2个量级即可。 4.带宽足够宽。 5.共模抑制比足够大。 实际上在做一般原理性分析时，产品运算放大器 都可以视为理想的。只要实际的运用条件不使运算放 大器的某个技术指标明显下降即可

理想运算放大器的特性 理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性, 这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为 了保证线性运用,运放必须在闭环(负反馈)下工作。 (1)虚短 由于运放的电压放大倍数很大,一般都在80dB以 上。而运放的输出电压是有限的,一般在10V~14V 因此运放的差模输入电压不足1mV,两输入端近似等 电位,相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两 输入端的电位越接近相等 虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时, 可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简 称虛短。显然不能将两输入端真正短路。 运放

运放 理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性， 这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为 了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈）下工作。 理想运算放大器的特性 (1)虚短 由于运放的电压放大倍数很大，一般都在80 dB以 上。而运放的输出电压是有限的，一般在10 V～14 V。 因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等 电位，相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大，两 输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时， 可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简 称虚短。显然不能将两输入端真正短路

(2)虚断 由于运放的差模输入电阻很大,一般都在1Mg 以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1μA, 远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两 输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接 近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时, 可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假 开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路 下面举两个例子说明虚短和虚断的运用。 运放

运放 (2)虚断 由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1 M 以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1 A， 远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两 输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接 近开路。 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时， 可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假 开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 下面举两个例子说明虚短和虚断的运用

例1:试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍 数的表达式。 解:根据虚断Ⅰ=I+≈0 根据虚短+≈V≈0 R 1=(1-V)R1≈V/R1 V)/Rr≈-V。/R;v R ∴VR1=-V/R1 +- 电压增益 反相比例运算电路 AV=一Rf/R1 电压并联负反馈 运放

运放 例1：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍 数的表达式。 电压增益 Avf= Vo /Vi =－Rf /R1 反相比例运算电路 根据虚断 I-= I 解： + 0 I- I+ 根据虚短 V+ V- 0 Ii = (Vi－ V-)/R1 Vi /R1 If = (V-－ Vo )/Rf -Vo /Rf ∵Ii  If ∴ Vi /R1=-Vo /Rf 电压并联负反馈

例2:试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍 数的表达式 解:根据虚断I=l1≈0 R A 根据虚短+≈V≈V ===-Rp R,+r 0° URL 电压增益 R +R R同相比例运算电路 R R 电压串联负反馈 运放

运放 例2：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍 数的表达式。 电压增益 同相比例运算电路 根据虚断 I-= I 解： + 0 根据虚短 V+ V- Vi 0 1 1 V R R R V V V f i + + = − = = 1 1 0 1 1 R R R R R V V A f f i Vf = + + = = 电压串联负反馈