模拟电路课件 第二章

1、第二章第二章 运算放大器运算放大器2.1 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2.1 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2.1.3 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

2、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 ） 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2.2 理想运算放大器理想运算放大器1. vo o的饱和极限值等于运放的的饱和极限值等于运放的电源电压电源电压V和和V 2. 运放的开环电压增益很高运放的

3、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 例例2.3.3直流毫伏表电路直流毫伏表电路（2）R1R2150k ，R31k ，输，输入信号电压入信号电压Vs100mV时，通过毫伏时，通过毫伏表的最大电流表的最大电流Im(max)？ 又又根据虚短有根据虚短有 Vp = Vn =0所以所以: VP VN = I2R2 +R3 (I2 - - Im ) =

4、 0所以所以m2sIRRRRV331当当R2 R3时，时，Vs( R3R1/R2 ) Im （2）代入数据计算即可）代入数据计算即可问题：同相输入端与输出之间是否存在反馈回路？uiRfR1R2i-uoi+_+u+u-RfuiR1R2i-uoi+_+u+u-例：判断电路满足“虚短”或“虚地”的条件。uiRfR1R2i-uoi+_+u+u-练习：判断电路是否满足“虚短”或“虚地”的条件。问：电路的最终输出？10k10kR2i-uoi+_+例：求电路的输出电压。3Vu+u-003,010103uuuuuuV 10k10ki-uoi+_+练习：求电路的输出电压。3Vu+u-03uV10k5ki-uoi

5、+_+例：求电路的输出电压。3Vu+u-0uuii10k运放放大电路接入负反馈回路，满足“虚短”和“虚断”的条件，可得：3uV0010/210 10uuu联立，求得：010(1) 3610uV 10ki-uoi+_+例：求电路的输出电压。3Vu+u-03uV2.4 同相输入和反相输入放同相输入和反相输入放大电路的其他应用大电路的其他应用2.4.1 求差电路求差电路2.4.2 仪用放大器仪用放大器2.4.3 求和电路求和电路2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路2.4.1 求差电路求差电路 从结构上看，它是反相输从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电入和同相输入相结合的放大电

6、路。路。4on1ni1RvvRvv 3p2pi20RvRvv i114i2323141ovRRvRRRRRRv )(当当,2314RRRR 则则)(i1i214ovvRRv 若继续有若继续有,14RR 则则i1i2ovvv 根据根据虚短虚短、虚断虚断和和N N、P P点点的的KCLKCL得：得：pnvv 2.4.1 求差电路求差电路从放大器角度看从放大器角度看14i1i2odRRvvvAv 时，时，2314RRRR )(i1i214ovvRRv 增益为增益为（该电路也称为差分电路或减法电路）（该电路也称为差分电路或减法电路）2.4.1 求差电路求差电路一种高输入电阻的差分电路一种高输入电阻的差

7、分电路1212202212(2)iiRRRvvvR当时，则：2.4.2 仪用放大器仪用放大器)21(123421ORRRRA vvvv2.4.3 求和电路求和电路1ni1-Rvv3on-Rvv 根据根据虚短虚短、虚断虚断和和N N点的点的KCLKCL得：得：2i231 i13o-vRRvRRv 321RRR 若若0pn vv2ni2-Rvv 则有则有2i1 io-vvv （该电路也称为加法电路）（该电路也称为加法电路）2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路1. 积分电路积分电路式中，负号表示式中，负号表示vO与与vI在相位上是相反的。在相位上是相反的。根据根据“虚短虚短”，得，得根据根据“虚断虚断”，得，得0NPvv0i i因此因此RiiI12v 电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为2i设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则 tRCtiCd1d1I2ONvvv tRCd1IOvv（积分运算）（积分运算）2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路当当vI I为阶跃电压时，有为阶跃电压时，有vO与与 t 成线性关系成线性关系 tRCd1IOvvtRCVi tV i 1. 积分电路积分电路2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路2. 微分电路微分电路RtCONIddvvvtRCddI