模拟电子技术第五版 第五章模拟集成电路及运算放大器的应用

1、模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术西昌学院汽车与电子工程分院西昌学院汽车与电子工程分院西昌学院汽车与电子工程分院西昌学院汽车与电子工程分院西昌学院汽车与电子工程分院西昌学院汽车与电子工程分院第五章第五章5.1 模拟集成电路中的直流偏置技术模拟集成电路中的直流偏置技术5.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性5.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器5.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应实际集成运算放大器的主要参数和对应 用电路的影响用电路的影响5.2 差分式放大电路差分式放大电路5.1 模拟集成电路中的直流偏置技术模拟集成电路中的直流偏

2、置技术5.1.1 BJT电流源电路电流源电路5.1.2 FET电流源电流源1. 镜像电流源镜像电流源2. 微电流源微电流源3. 高输出阻抗电流源高输出阻抗电流源4. 组合电流源组合电流源1. MOSFET镜像电流源镜像电流源2. MOSFET多路电流源多路电流源3. JFET电流源电流源5.1.1 BJT电流源电路电流源电路1. 镜像电流源镜像电流源BE1BE2=VVE1E2= IIC1C2= IIT T1 1、T T2 2的参数全同的参数全同 即即12，ICEO1ICEO2 当当BJT的的较大时，基极电流较大时，基极电流IB可以忽略可以忽略 IoIC2IREF RVVRVVVEECCEEBE

3、CC)( 代表符号代表符号5.1.1 BJT电流源电路电流源电路1. 镜像电流源镜像电流源动态电阻动态电阻 2B12CE2Co)(Ivir 一般一般ro在几百千欧以上在几百千欧以上ce r 5.1.1 BJT电流源电路电流源电路BBRRRC0C1C1)(IVRIVIIIIT1. 电路简单，应用广泛；电路简单，应用广泛；2. 要求要求IC1电流较大情况下，电流较大情况下，R 的功的功耗较大，集成电路应避免；耗较大，集成电路应避免；3. 要求要求IC1电流较小时，要求电流较小时，要求R 数值数值较大，集成电路难以实现。较大，集成电路难以实现。5.1.1 BJT电流源电路电流源电路2. 微电流源微电

4、流源e2BE2BE1RVV E2C2OIII e2BERV 由于由于很小，很小，BEV 所以所以IC2也很小。也很小。rorce2（1 ） e2be2e2RrR 5.1.1 BJT电流源电路电流源电路3. 比例电流源比例电流源e1E1BE1e0E0BE0RIVRIVSETBElnIIVVE1E0TBE1BE0lnIIVVVE1E0Te0E0e1E1lnIIVRIRI1EC1R0EC0 2IIIII，时时，则则若若Re1e0C1Re1TRe1e0C1lnIRRIIRVIRRIe0BE0CCRRRVVI5.1.1 BJT电流源电路电流源电路4. 组合电流源组合电流源T1、R1 和和T4支路产生基准

5、电流支路产生基准电流IREF1EB4BE1EECCREFRVVVVI T1和和T2、T4和和T5构成镜像电流源构成镜像电流源T1和和T3，T4和和T6构成了微电流源构成了微电流源5.1.2 FET电流源电流源1. MOSFET镜像电流源镜像电流源当器件具有不同的宽长比时当器件具有不同的宽长比时RVVVIIIGSSSDDREFD2O REF1122O/ILWLWI （ =0=0）ro= rds2 MOSFET基本镜像电路流基本镜像电路流 5.1.2 FET电流源电流源1. MOSFET镜像电流源镜像电流源2T2GS22n2T2GS22n2D2)( )()/(VVKVVKLWI 用用T3代替代替R

6、，T1T3特性相同，特性相同，且工作在放大区，当且工作在放大区，当 =0时时，输出，输出电流为电流为 常用的镜像电流源常用的镜像电流源 5.1.2 FET电流源电流源2. MOSFET多路电流源多路电流源REF1122D2/ILWLWI REF1133D3/ILWLWI REF1144D4/ILWLWI 2T0GS0n0D0REF)( VVKII 5.1.2 FET电流源电流源3. JFET电流源电流源(a) 电路电路 (b) 输出特性输出特性 5.2 差分式放大电路差分式放大电路5.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构5.2.2 射极耦合差分式放大电路射极耦合差分式放大电

7、路5.2.3 源极耦合差分式放大电路源极耦合差分式放大电路1. 1. 零点漂移现象：零点漂移现象：在直接耦合放大电路中，输入电压在直接耦合放大电路中，输入电压vI0，输出电压输出电压vO0的现象。的现象。5.2 差分式放大电路差分式放大电路一一. . 直接耦合放大电路的零点漂移现象直接耦合放大电路的零点漂移现象2. 2. 零点漂移产生的原因：零点漂移产生的原因： 温度变化，温度变化， 直流电源波动，直流电源波动， 器件老化等。器件老化等。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。3. 3. 抑制零点漂移的方法：抑制零点漂移的

8、方法： 引入直流负反馈，引入直流负反馈， 温度补偿，温度补偿， 典型电路：差分放大电路。典型电路：差分放大电路。5.2 差分式放大电路差分式放大电路二二. . 差分放大电路差分放大电路1. 1. 差分式放大电路的组成：差分式放大电路的组成：差分放大电路是由差分放大电路是由对称的两个基本放大电路对称的两个基本放大电路构成的，两个基本电路构成的，两个基本电路参数参数完全相同完全相同，管子的特性也完全相同管子的特性也完全相同, ,电路有电路有两个输入端两个输入端和和两个输出端两个输出端。电路中两只管子的集电极静态电位在温度变化时将时时相等，因此以两电路中两只管子的集电极静态电位在温度变化时将时时相等

9、，因此以两集电极电压差作为输出，可以克服温度的漂移。集电极电压差作为输出，可以克服温度的漂移。5.2 差分式放大电路差分式放大电路共模输入和差模输入工作情况：共模输入和差模输入工作情况： 共模输入共模输入 两输入端所加信号两输入端所加信号vI1和和vI2大大小相同极性（相位）也相同。小相同极性（相位）也相同。 由于电路参数对称，由于电路参数对称，T1管和管和T2管所产生的电流变化相等，即管所产生的电流变化相等，即C2C1B2B1iiiiT1管和管和T2管集电极电位变化也相等：管集电极电位变化也相等：C1C2vv 从而输出电压从而输出电压OC1C2CQ1C1CQ2C2()()0vvvVvVv结论

10、：差分式放大电路对共模信号有很强的抑制作用，在电路参数完全相结论：差分式放大电路对共模信号有很强的抑制作用，在电路参数完全相同的情况下，共模输出为零。同的情况下，共模输出为零。5.2 差分式放大电路差分式放大电路 差模输入差模输入 两输入端所加信号两输入端所加信号vI1和和vI2大小相大小相同极性（相位）相反。同极性（相位）相反。I1I2vv C2C1B2B1iiiiC1C2vv OC1C2C12vvvv 结论：差分式放大电路对差模信号有放大作用。但由于有射极电阻结论：差分式放大电路对差模信号有放大作用。但由于有射极电阻Re，其，其放大能力较差。放大能力较差。5.2 差分式放大电路差分式放大电

11、路差分式放大电路的改进电路：差分式放大电路的改进电路：在差模输入情况下，两管发射极电流在差模输入情况下，两管发射极电流与其它电流一样，变化量的大小相等，方与其它电流一样，变化量的大小相等，方向相反。向相反。将两个基本放大电路的发射极电阻合将两个基本放大电路的发射极电阻合并为一个射极电阻并为一个射极电阻Re，则在差模信号的作，则在差模信号的作用下，用下，Re中的电流变化量为零，即中的电流变化量为零，即Re对对差模信号无反馈作用。即差模信号无反馈作用。即Re对差模信号相对差模信号相当于短路，从而提高了对差模信号的放大当于短路，从而提高了对差模信号的放大能力。能力。一般情况下，差分式放大电路采用双一

12、般情况下，差分式放大电路采用双电源供电，右图为典型的差分式放大电路。电源供电，右图为典型的差分式放大电路。5.2 差分式放大电路差分式放大电路5.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构1. 用三端器件组成的差分式放大电路用三端器件组成的差分式放大电路5.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构2. 有关概念有关概念i2i1id=vvv 差模信号差模信号)(21=i2i1icvvv 共模信号共模信号idod=vvv A差模电压增益差模电压增益icoc=vvv A共模电压增益共模电压增益icciddooo =vvvvvvvAA 总输出电压总输出电压其中其中ov 差

13、模信号产生的输出差模信号产生的输出ov 共模信号产生的输出共模信号产生的输出共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指标反映抑制零漂能力的指标cdCMR=vvAAK5.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构2. 有关概念有关概念根据根据2=idici1vvv 2=idici2vvv i2i1id=vvv )(21=i2i1icvvv 有有 共模信号相当于两个输入共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分端信号中相同的部分 差模信号相当于两个输入差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分端信号中不同的部分 两输入端中的共模信号两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信大小相等，相

14、位相同；差模信号大小相等，相位相反。号大小相等，相位相反。idic=10mV=6mVvv 举例5.2.2 射极耦合差分式放大电路射极耦合差分式放大电路1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理5.2.2 射极耦合差分式放大电路射极耦合差分式放大电路1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理静态静态OCC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)V7 . 0(c2CCC RIV c2CRIEVIIICB2B1 动态动态1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理差模信号差模信号: 大小相等，极性相反的输入大小相等，极性相反的输入信号。信号。 vI1= -vI2= vId/2。C1OC21C

15、C21CB21B2 vvvviiiiiE1= iE2, 所以所以e点的电位不变点的电位不变2. 抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产动，都将使集电极电流产生变化。且变化趋势是相生变化。且变化趋势是相同的，同的， 其效果相当于在两个其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。输入端加入了共模信号。 iC1 iC2 温度温度 iC1 iE1 iC2 iE2 这一过程类似于分压式射这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。极偏置电路的温度稳定过程。所以，即使电路处于单端输出所以，即使电路处于单端输出方式时，仍有较强的抑制零漂方式时，仍有较

16、强的抑制零漂能力。能力。 vE （vB1、vB2不变）不变） vBE1和和 vBE2 iB1和和 iB1 2. 抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用 差分放大电路的四种接法：差分放大电路的四种接法： 根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。双端输入双端输出双端输入双端输出3. 主要指标计算主要指标计算3. 主要指标计算

17、主要指标计算（1）差模情况）差模情况 idod=vvvAi2i1o2o1vvvv 接入负载时接入负载时i1o122vv becrR beLcd)21/(=rRRA v以双倍的元器件换以双倍的元器件换取抑制零漂的能力取抑制零漂的能力 双入、双出双入、双出3. 主要指标计算主要指标计算（1）差模情况）差模情况 双入、单出双入、单出 ido1d1=vvvAi1o12vvd21vA bec2rR 接入负载时接入负载时beLcd2)/(=rRRA v3. 主要指标计算主要指标计算（1）差模情况）差模情况 单端输入单端输入eorr 等效于双端输入等效于双端输入指指标计算与双端输入相同标计算与双端输入相同3

18、. 主要指标计算主要指标计算（2）共模情况）共模情况 双端输出双端输出 共模信号的输入使两管共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。集电极电压有相同的变化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocc vvvA共模增益共模增益 单端输出单端输出icoc1c1vvv A抑制零漂能力增强抑制零漂能力增强icoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or c1vA3. 主要指标计算主要指标计算（2）共模情况）共模情况（3）共模抑制比）共模抑制比cdCMRvvAAK dB lg20cdCMRvvAAK 双端输出，理想情况双端输出，理想情况 CMRK 单端输出单端输出 CMRKc1d1vvA

19、Abeorr 越越大大， CMRK抑制零漂能力抑制零漂能力 越强越强单端输出时的总输出电压单端输出时的总输出电压)1(idCMRicidd1o1vvvvvKA （4）频率响应）频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。差分放大电路四种接法的比较差分放大电路四种接法的比较 各种接法输入电阻相同：各种接法输入电阻相同：)(2bebirRR 差模放大倍数、共模放大倍数、输出电阻与输入方式无关，与输出方差模放大倍数、共模放大倍数、输出电阻与输入方式无关，与输出方式有关：式有关：双端：双端：cLdCocbe (2)02 RRAARRr 单端：单端：c

20、LcLdcbebeeoc () ()1 22(1)RRRRAArrRRR 双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模输入。双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模输入。4. 带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路5.2.3 源极耦合差分式放大电路源极耦合差分式放大电路1. CMOS差分式放大电路差分式放大电路5.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性根据根据TBE/ESEeVIiv iC1= iE1，iC2= iE2vBE1= vi1= vid/2vBE2= vi2 = -vid/2 又又 vO1VCCiC1Rc1 vO2VCCiC2Rc2可得传输

21、特性曲线可得传输特性曲线 vO1，vO2f（vid）vO1，vO2f（vid）的传输特性曲线的传输特性曲线5.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器5.4.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器CMOS MC14573 5.4.2 集成运算放大器集成运算放大器741集成运算放大电路概述集成运算放大电路概述 一一. . 集成运放的特点集成运放的特点1.1. 直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路。放大电路和电流源电路。2.2. 用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路复杂并不增用复杂电路实现高性能的放大电路，因

22、为电路复杂并不增加制作工序。加制作工序。3.3. 用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。电阻。4.4. 采用复合管。采用复合管。5.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器二二. . 集成运放电路的组成集成运放电路的组成偏置电路：偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。输输 入入 级：级：前置级，多采用差分放大电路。要求前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，大，Ad大，大，Ac小，输小，输入端耐压高。入端耐压高。中中 间间 级：级：主放大级，多采用共射

23、放大电路。要求有足够的放大能力。主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。输输 出出 级：级：功率级，多采用准互补输出级。要求功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出小，最大不失真输出电压尽可能大。电压尽可能大。5.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器5.4.1 CMOS MC14573 集成电路运算放大器集成电路运算放大器1. 电路结构和工作原理电路结构和工作原理2. 电路技术指标的分析计算电路技术指标的分析计算(1)(1)直流分析直流分析REFGS5SSDDREFSG5SSDDoREF RVVVRVVVII 2TGS5P5REF)(VVKI 已知已知VT 和和K

24、P5 ，可求出，可求出IREF 根据各管子的宽长比根据各管子的宽长比 ，可求出其它支路电流。，可求出其它支路电流。(2)(2)小信号分析小信号分析2idgs1vv 2idgs2vv 设设 gm1 = gm2 = gm )/)( )/(4o2o2d4d4o2oogs7o2rriirri vv则则)/()/)(2()2( ds4ds2idm4o2oid2mid1mrrgrrggvvv 2. 电路技术指标的分析计算电路技术指标的分析计算)/)(4o2o2d1drrii )/(ds4ds2mido21rrgAv vv输入级电压增益输入级电压增益 (2)(2)小信号分析小信号分析2. 电路技术指标的分析

25、计算电路技术指标的分析计算总电压增益总电压增益 Av = Av1Av2 Av2= vo/ v gs7 =gm7(rds7/rds8) 第二级电压增益第二级电压增益 将参数代入计算得将参数代入计算得 Av = 40884.8（ 92.2 dB ）5.4.2 集成运算放大器集成运算放大器741原理电路原理电路 动画5.4.2 集成运算放大器集成运算放大器741简化电路简化电路动画5.5 实际集成运算放大器的主要参实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响数和对应用电路的影响5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数5.5.2 集成运放应用中的实际问题集成运放应用中的实际问题5.5

26、.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数输入直流误差特性（输入失调特性）输入直流误差特性（输入失调特性）1. 输入失调电压输入失调电压VIO 在室温（在室温（25）及标准电源电压下，输入电压为零时，为）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失调电压调电压VIO。一般约为。一般约为（110）mV。超低失调运放为（。超低失调运放为（120） V。高精度运放。高精度运放OP-117 VIO=4 V。MOSFET达达20 mV。2. 输入偏置电流输入偏置电流IIB 输入偏置电流是指集成运放

27、输入偏置电流是指集成运放两个输入端静态电流的平均值两个输入端静态电流的平均值 IIB（IBNIBP）/ /2 BJT为为10 nA1 A；MOSFET运放运放IIB在在pA数量级。数量级。5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数输入直流误差特性（输入失调特性）输入直流误差特性（输入失调特性）3. 输入失调电流输入失调电流IIO 输入失调电流输入失调电流IIO是指当输入电压为零时流入放大器两输入是指当输入电压为零时流入放大器两输入端的静态基极电流之差，即端的静态基极电流之差，即IIO|IBPIBN| 一般约为一般约为1 nA0.1 A。 4. 温度漂移温度漂移（1）输入失调电压温

28、漂）输入失调电压温漂 VIO / T（2）输入失调电流温漂）输入失调电流温漂 IIO / T5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数差模特性差模特性1. 开环差模电压增益开环差模电压增益Avo和带宽和带宽BW 开环差模电压增益开环差模电压增益AvO开环带宽开环带宽BW (fH)单位增益带宽单位增益带宽 BWG (fT)741型运放型运放AvO的频率响应的频率响应 5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数差模特性差模特性2. 差模输入电阻差模输入电阻rid和输出电阻和输出电阻ro BJT输入级的运放输入级的运放rid一般在几百千欧到数兆欧一般在几百千欧到数兆欧MO

29、SFET为输入级的运放为输入级的运放rid1012超高输入电阻运放超高输入电阻运放rid1013、IIB0.040pA一般运放的一般运放的ro200，而超高速，而超高速AD9610的的ro0.05。3. 最大差模输入电压最大差模输入电压Vidmax5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数共模特性共模特性1. 共模抑制比共模抑制比KCMR和共模输入电阻和共模输入电阻ric 一般通用型运放一般通用型运放KCMR为（为（80120）dB，高精度运放，高精度运放可达可达140dB，ric100M。 2. 最大共模输入电压最大共模输入电压Vicmax 一般指运放在作电压跟随器时，使输出电

30、压产生一般指运放在作电压跟随器时，使输出电压产生1%跟跟随误差的共模输入电压幅值，高质量的运放可达随误差的共模输入电压幅值，高质量的运放可达 13V。5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数大信号动态特性大信号动态特性1. 转换速率转换速率SR放大电路在闭环状态下，输入为大信号（例如阶跃信号）时，放大电路在闭环状态下，输入为大信号（例如阶跃信号）时，输出电压对时间的最大变化速率，即输出电压对时间的最大变化速率，即 maxoRd)(dttSv 5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数大信号动态特性大信号动态特性2. 全功率带宽全功率带宽BWP 指运放输出最大峰值电

31、压时允许的最高频率，即指运放输出最大峰值电压时允许的最高频率，即 SR和和BWP是大信号和高频信号工作时的重要指标。一般通用是大信号和高频信号工作时的重要指标。一般通用型运放型运放SR在在nV/ s以下，以下，741的的SR=0.5V/ s而高速运放要求而高速运放要求SR30V/ s以上。目前超高速的运放如以上。目前超高速的运放如AD9610的的SR3500V/ s。omRmaxP2 VSfBW 电源特性电源特性1. 电源电压抑制比电源电压抑制比KSVR 衡量电源电压波动对输出电压的影响衡量电源电压波动对输出电压的影响 2. 静态功耗静态功耗PV 5.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放

32、的主要参数1. 1. 集成运放的选用集成运放的选用 根据技术要求应首选通用型运放，当通用型运放难以满根据技术要求应首选通用型运放，当通用型运放难以满足要求时，才考虑专用型运放，这是因为通用型器件的各足要求时，才考虑专用型运放，这是因为通用型器件的各项参数比较均衡，做到技术性与经济性的统一。至于专用项参数比较均衡，做到技术性与经济性的统一。至于专用型运放，虽然某项技术参数很突出，但其他参数则难以兼型运放，虽然某项技术参数很突出，但其他参数则难以兼顾，例如低噪声运放的带宽往往设计得较窄，而高速型与顾，例如低噪声运放的带宽往往设计得较窄，而高速型与高精度常常有矛盾，如此等等。高精度常常有矛盾，如此等

33、等。 5.5.2 集成运放应用中的实际问题集成运放应用中的实际问题2. 失调电压失调电压VIO、失调电流、失调电流IIO和偏置电流和偏置电流IIB带来的误差带来的误差 5.5.2 集成运放应用中的实际问题集成运放应用中的实际问题输入为零时的等效电路输入为零时的等效电路2IOIBP)2( RIIV f11ONRRRVV NPVV )/)(2(f1IOIBRRII IOV 解得误差电压解得误差电压 )/(21)/()/1(2f1IO2f1IBIO1fORRRIRRRIVRRV)(/1(2IOIO1fORIVRRV 当当 时，可以时，可以消除偏置电流消除偏置电流 引起的引起的误差，此时误差，此时f1

34、2/ RRR IBI当电路为积分运算时，当电路为积分运算时，即即 换成电容换成电容C，则，则fR tRtIttVCRRtItVtvd)(d)( 1)()()(2IOIO12IOIOO时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。IOIO IV和和引起的误差仍存在引起的误差仍存在3. 调零补偿调零补偿5.5.2 集成运放应用中的实际问题集成运放应用中的实际问题（a a）调零电路）调零电路 （b b）反相端加入补偿电路）反相端加入补偿电路5.6.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器5.6.2 理想运算放大器理想运算放大器5.6.3 基本线性运放电路基本

35、线性运放电路5.6.4 同相输入和反相输入放大电同相输入和反相输入放大电 路的其他应用路的其他应用5.6.1 集成电路运算放大器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集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图集成运算放大器的内部结构框图5.6.1 集成电路运算放大器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集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.2 运算放大器的代表符号运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号）国内外常用符号2. 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型图图2.1

36、.3 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型通常：通常： 开环电压增益开环电压增益 Avo的的105 （很高）（很高） 输入电阻输入电阻 ri 106 （很大）（很大） 输出电阻输出电阻 ro 100 （很小）（很小） vOAvo(vPvN) （ V vO V ） 注意输入输出的相位关注意输入输出的相位关系系2. 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型当当Avo(vPvN) V 时时 vO V 当当Avo(vPvN) V- -时时 vO V- -电压传输特性电压传输特性 vO f (vPvN)线性范围内线性范围内 vOAvo(vPvN)Avo斜率斜率end5.6.2 理想运算放大器理想运算放大器1. vO的饱和极限值等于运放的电源的饱和极限值等于运放的电源电压电压V和和V 2. 运放的开环电压增益很高运放的开环电压增益很高 若（若（vPvN）0 则则 vO= +Vom=V 若（若（vPvN）0 则则 vO= Vom=V 3. 若若V vO R3时，时，（1）试证明）试证明VS( R3R1/R2 ) IM 解解:（1）根据虚断有）根据虚断有 II =0所以所以 I2 = IS = VS / R1 例直流毫伏表电路例直流毫伏表电路（2）R1R2150k ，R31k ，输入信号电压输入信号电压VS10