电子技术基础模拟部分（第六版康华光）第2章 运算放大器

《电子技术基础》模拟部分第六版）华中科技大学张林华中科技大学张林电子技术基础模拟部分1绪论2运算放大器3二极管及其基本电路4场效应三极管及其放大电路5双极结型三极管及其放大电路6频率响应7模拟集成电路8反馈放大电路9功率放大电路10信号处理与信号产生电路11直流稳压电源华中科技大学张林2运算放大器2.1集成电路运算放大器2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用华中科技大学张林2.1集成电路运算放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元本章不讨论集成运放的内部电路，仅从其电路模型和外特性出发，讨论运放构成的放大电路和典型的线性应用电路。华中科技大学张林2.1集成电路运算放大器符号图2.1.2运算放大器的代符号a）国家的符号b）国内外常用符号1.集成电路运算放大器的内部组成单元－＋＋－(a)(b)华中科技大学张林2.1集成电路运算放大器通常：开环电压增益Ao的105很高）输入电阻ri106Ω很大）输出电阻ro100Ω很小）O＝Ao(P－N)V－＜O＜V＋）注意输入输出的相位关系放大：在输入信号控制下，放大电路将供电电源能量转换成为输出信号能量。华中科技大学张林2.1集成电路运算放大器当Ao(P－N)V＋时O＝V＋当Ao(P－N)V时O＝V电压传输特性O＝f(P－N)华中科技大学张林2.1集成电路运算放大器线性范围内O＝Ao(P－N)Ao——斜率当Ao(P－N)V＋时O＝V＋当Ao(P－N)V时O＝V电压传输特性O＝f(P－N)华中科技大学张林2.2理想运算放大器1.o的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－2.运放的开环电压增益很高若p－n）＞0则o=+Vom=V＋若p－n）＜0则o=–Vom=V－3.若V－<o<V＋则p－n）04.输入电阻ri的阻值很高使ip0、in05.输出电阻很小，ro00(p－n)mV－Vom＝V－＋Vom＝V＋oVba华中科技大学张林2.3基本线性运放电路2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路华中科技大学张林2.3.1同相放大电路a）电路图1.基本电路b）小信号电路模型ip�EMBEDEquation.3���iRin＋R2n=i－R1id=0i＋－－＋pAo(p－n)o－＋1370519913.unknownid－＋－－＋＋R2nR1ipo华中科技大学张林2.3.1同相放大电路2.几项技术指标的近似计算1）电压增益A根据虚短和虚断的概念有pn，ip＝in＝0所以可作为直接使用）ip�EMBEDEquation.3���iRin＋R2n=i－R1id=0i＋－－＋pAo(p－n)o－＋1370519913.unknown华中科技大学张林2.3.1同相放大电路2）输入电阻Ri输入电阻定义根据虚短和虚断有i＝p，ii＝ip03）输出电阻RoRo02.几项技术指标的近似计算ip�EMBEDEquation.3���iRin＋R2Ri－R1id=0i＋－－＋pAo(p－n)o－＋iin1370519913.unknown华中科技大学张林2.3.1同相放大电路3.电压跟随器根据虚短和虚断有o＝np＝i可作为公式直接使用）－＋－＋－＋o＝nni=p华中科技大学张林电压跟随器的作用无电压跟随器时负载上得到的电压有电压跟随器时ip0，p＝s根据虚短和虚断o＝np＝sRsiipnp100k(负载信号源RLo－1k(＋s－＋＋－Rsi1k(100k(负载信号源sRL－＋o－＋华中科技大学张林2.3.2反相放大电路a）电路图1.基本电路b）由虚短引出虚地n0O＋Npn虚短Piiii=0(b)(a)np＝0ii＝0o－＋i－＋R2i2R1i1oR2i2=i1iR1＋－华中科技大学张林2.3.2反相放大电路2.几项技术指标的近似计算根据虚短和虚断的概念有np＝0，ii＝0所以i1＝i2可作为公式直接使用）1）电压增益A＋pniiiii1oR2i2iR1＋－华中科技大学张林2.3.2反相放大电路2）输入电阻Ri3）输出电阻RoRo0若信号源是非理想的电压信号源，采用哪种放大电路更好？同相放大电路反相放大电路2.几项技术指标的近似计算＋pniiiii1oR2i2iR1＋－华中科技大学张林当R2>>R3时，1）试证明Vs＝(R3R1R2)Im解1）根据虚短和虚断有Ii=0Vp=Vn=0例2.3.3直流毫伏表电路2）R1＝R2＝150k，R3＝1k，输入信号电压Vs＝100mV时，通过毫伏表的电流Im(max)＝？所以I2=Is=VsR1R2和R3相当于并联，所以–I2R2=R3(I2Im)当R2>>R3时，Vs＝(R3R1R2)Im2）代入数据计算即可指针偏转角度与Im是线性关系）华中科技大学张林2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.4.1求差电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路2.4.4积分电路和微分电路华中科技大学张林2.4.1求差电路从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：ini2－i1i1i2npi4i1oR4R1－＋R3R2NPi3i2ip－＋华中科技大学张林2.4.1求差电路从放大器角度看时增益为该电路也称为差分电路或减法电路）当ini2－i1i1i2npi4i1oR4R1－＋R3R2NPi3i2ip－＋华中科技大学张林2.4.1求差电路差模输入电阻时当输入电阻较小inidnpi4i1oR4R1－＋R3R2NPi3i2ipiidiid－＋ini2－i1i1i2npi4i1oR4R1－＋R3R2NPi3i2ip－＋华中科技大学张林2.4.1求差电路一种高输入电阻的差分电路如何提高输入电阻？A3i2+i3PNR2R3R4R1oi4i1pni2i1i1A1－＋i2A2－＋华中科技大学张林2.4.2仪用放大器－in=0p3n3iR1oR44R4R3＋33－4�EMBEDEquation.DSMT4���R2R22－R1＝1－2R11＋A3＋－A2�EMBEDEquation.DSMT4���R3＋－A1in=0＋－1354357231.unknown1354357243.unknown华中科技大学张林2.4.3求和电路根据虚短、虚断和N点的KCL得：输出再接一级反相电路该电路也称为加法电路）oRR＋－o1ni3iii1i2i1i2R1R3R2＋－oni3iii1i2i1i2R1R3R2＋－华中科技大学张林2.4.4积分电路和微分电路1.积分电路式中，负号表示o与i在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚断”，得设电容器C的初始电压为零，则积分运算）R1cONRIi1ii＋－Ci2＋－华中科技大学张林2.4.4积分电路和微分电路当i为阶跃电压时，有o与t成线性关系与一般RC电路相比该积分电路有何特点？1.积分电路(b)(Vom－OOtVI(a)VItOICiiRoR1cONRIi1ii＋－Ci2＋－华中科技大学张林2.4.4积分电路和微分电路2.微分电路nd