第6章 模拟集成电路及应用教材

1、Chapter51第第6 6章章 模拟集成电路及应用模拟集成电路及应用Chapter52主要内容主要内容 集成运算放大器集成运算放大器 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈 集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用 集成运算放大器的非线性应用集成运算放大器的非线性应用Chapter53 集成电路是集成电路是60年代初期发展起来的。年代初期发展起来的。 采用半导体制造工艺，在一小块硅单晶片上制作采用半导体制造工艺，在一小块硅单晶片上制作具有特定功能的电子线路。具有特定功能的电子线路。集成电路分为：模拟集成电路与数字集成电路。集成电路分为：模拟集成电路与数字集成电路。 在模拟集成电路中，运

2、算放大器（早期用于模拟在模拟集成电路中，运算放大器（早期用于模拟计算机的数学运算）发展最早，应用最广泛。计算机的数学运算）发展最早，应用最广泛。 随着集成技术与集成工艺的迅速发展，其他类随着集成技术与集成工艺的迅速发展，其他类型的模拟集成电路也取得了非常大的进展，型的模拟集成电路也取得了非常大的进展，如混频如混频器、调制器、宽带放大器、高频放大器、功率放大器、调制器、宽带放大器、高频放大器、功率放大器、电压比较器、器、电压比较器、A/D或或D/A转换器转换器等。等。Chapter546.1 6.1 集成运算放大器集成运算放大器 运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造运算放大器是由直接耦合多

3、级放大电路集成制造的高增益放大器。的高增益放大器。 它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于用用于模拟运算、信号处理、信号测量、波形转换、自于模拟运算、信号处理、信号测量、波形转换、自动控制等领域。动控制等领域。 运算放大器的组成运算放大器的组成 运算放大器的符号与主要参数运算放大器的符号与主要参数 理想运算放大器理想运算放大器 运算放大器分类运算放大器分类Chapter556.1.1 6.1.1 集成运算放大器组成集成运算放大器组成中间级中间级输入级输入级偏置电路偏置电路输出级输出级ui +ui 集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路。集成运算放大

4、器是一个高增益直接耦合放大电路。采用具有两个输入端采用具有两个输入端子的差动放大电路子的差动放大电路提供增益，通常是共射提供增益，通常是共射组态的放大电路组态的放大电路由有较强带负载能力的由有较强带负载能力的互补推挽电路组成互补推挽电路组成多数由恒流源多数由恒流源电路组成电路组成Chapter56多级放大的级间耦合问题多级放大的级间耦合问题为了获得足够大的增益或考虑到对输入电阻和输为了获得足够大的增益或考虑到对输入电阻和输出电阻的特殊要求，放大电路往往由多级构成。出电阻的特殊要求，放大电路往往由多级构成。多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，

5、即耦合问题。问题，即耦合问题。常用耦合方式：常用耦合方式：阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合直接耦合直接耦合光电耦合光电耦合Chapter57（1）阻容耦合）阻容耦合优点：优点：1）各级的静态工作点）各级的静态工作点Q相互相互独立。独立。 2）只要耦合电容足够大，电）只要耦合电容足够大，电路交流信号损失小，增益高。路交流信号损失小，增益高。1）耦合电容隔直，不能放大直流信号，且当信号频）耦合电容隔直，不能放大直流信号，且当信号频率较低时，增益下降。率较低时，增益下降。2）耦合电容容量大，不易集成。）耦合电容容量大，不易集成。Chapter58（2 2）变压器耦合变压器耦合优点：优点：1）各级

6、的静态工作）各级的静态工作点相互独立。点相互独立。2）可进行阻抗变换，使后级或负载得到最大功率。）可进行阻抗变换，使后级或负载得到最大功率。缺点：缺点：1）体积大，无法采用集成工艺。）体积大，无法采用集成工艺。2）对于高频和低频信号，放大效果不理想。）对于高频和低频信号，放大效果不理想。Chapter59（3 3）直接耦合）直接耦合优点：优点：1）易于集成。）易于集成。2）既能放大交流信）既能放大交流信号，也能放大直流和号，也能放大直流和变化缓慢的信号。变化缓慢的信号。缺点：缺点：1）各级工作点相互影响，必须合理解决级间电平）各级工作点相互影响，必须合理解决级间电平配置问题。配置问题。2）产生

7、零点漂移。）产生零点漂移。Chapter5102 2、零点漂移、零点漂移A放大电路放大电路+uo=0uo将离开零点，缓慢地发生将离开零点，缓慢地发生不规则的变化不规则的变化零点漂移零点漂移放大电路中器件参数随放大电路中器件参数随温度变化而变化，导致静态工作点不稳定。故又称温度变化而变化，导致静态工作点不稳定。故又称温度漂移。温度漂移。 放大电路中第一级对整个放大电路的零漂影响最放大电路中第一级对整个放大电路的零漂影响最大，且级数越多，零漂越严重。大，且级数越多，零漂越严重。 所谓所谓零点零点，是指放大器的输入信号为零时的输，是指放大器的输入信号为零时的输出电压。出电压。 直接耦合电路最突出的问

8、题。直接耦合电路最突出的问题。Chapter511 差动放大电路是由两差动放大电路是由两个个结构对称、参数完全结构对称、参数完全相同相同的共射放大电路组的共射放大电路组成。成。 输入信号分别由输入信号分别由2个个BJT的基极输入；的基极输入；3、典型差放电路组成、典型差放电路组成 输出取自输出取自2个管子的集个管子的集电极之间。电极之间。Chapter512差放抑制温度漂移的原理差放抑制温度漂移的原理（1）发射极电阻）发射极电阻Re的作用的作用 通过引入很强的负反馈通过引入很强的负反馈作用，能自动控制作用，能自动控制IE基本基本不变。稳定过程如下：不变。稳定过程如下：T UIC IE1(IE2

9、) 2IERE 因因VEE不变不变UBE1(UBE2) IB1(IB2) IE1(IE2) 由温度漂移产生的输出电压由温度漂移产生的输出电压变化，折算到输入端，就相当于变化，折算到输入端，就相当于在输入端引入了共模信号。在输入端引入了共模信号。Re 共模抑制电阻共模抑制电阻Chapter513（2）输出端取电压差（）输出端取电压差（uo1 uo2）抑制共模干扰）抑制共模干扰当输入端加共模（当输入端加共模（ ui1= ui2 ）信号时，信号时，2个输出端电压有个输出端电压有 uo1=uo2输出端取电压差时，输出端取电压差时， uo= uo1 uo2 =00ico2o1icouc uuuuuA理想

10、差放对共模信号没有放大能力理想差放对共模信号没有放大能力(完全被抑制完全被抑制)。其中：其中：uic=ui1-ui2Chapter5146.1.2 6.1.2 集成运算放大器的符号与主要参数集成运算放大器的符号与主要参数uouu +Auo1.运算放大器的符号运算放大器的符号信号传信号传输方向输方向实际运放开实际运放开环电压放大环电压放大倍数倍数输出端输出端同相同相输入端输入端反相反相输入端输入端Chapter5152. 运算放大器的主要参数运算放大器的主要参数uouu +Auo（1）开环差模电压放大倍数）开环差模电压放大倍数Auo uuuAouo 无外加反馈时的差模电压放大倍数。无外加反馈时的

11、差模电压放大倍数。Auo越大，越大，电路越稳定，运算精度也越高。一般为电路越稳定，运算精度也越高。一般为104107。（2）共模开环电压放大倍数）共模开环电压放大倍数Aco 反映集成运放抗温漂、抗共模干扰的能力，优反映集成运放抗温漂、抗共模干扰的能力，优质的集成运放质的集成运放Aco应接近于零。应接近于零。（3）共模抑制比）共模抑制比KCMR。 综合衡量集成运放的放大能力和抗温漂、抗共综合衡量集成运放的放大能力和抗温漂、抗共模干扰的能力，一般应大于模干扰的能力，一般应大于80dB。Chapter516（7）转换速率）转换速率SR 衡量集成运放对高速变化信号的适应能力，一般衡量集成运放对高速变化

12、信号的适应能力，一般为几为几Vs，若输入信号变化速率大于此值，输出，若输入信号变化速率大于此值，输出波形会严重失真。波形会严重失真。（4）差模输入电阻）差模输入电阻rid 差模信号作用下集成运放的输入电阻。差模信号作用下集成运放的输入电阻。uouu +Auo（5）输入失调电压）输入失调电压Uio 为使输出电压为零，在输入级所加的补偿电压为使输出电压为零，在输入级所加的补偿电压值。显然越小越好，一般为毫伏级。值。显然越小越好，一般为毫伏级。（6）失调电压温度系数）失调电压温度系数UioT。 温度变化温度变化T时所产生的失调电压变化时所产生的失调电压变化Uio的大小，的大小，直接影响集成运放的精度

13、，一般为几十直接影响集成运放的精度，一般为几十VChapter517（1）通用型）通用型 性能指标适合一般性使用，其特点是性能指标适合一般性使用，其特点是电源电压适应范围广，允许有较大的输入电压等，电源电压适应范围广，允许有较大的输入电压等，如如CF741等。等。（2）低功耗型）低功耗型 静态功耗静态功耗2mW，如，如XF253等。等。（3）高精度型）高精度型 失调电压温度系数在失调电压温度系数在1V左右，左右，能保证组成的电路对微弱信号检测的准确性，如能保证组成的电路对微弱信号检测的准确性，如CF75、CF7650等。等。（4）高阻型）高阻型 输入电阻可达输入电阻可达1012，如，如F55系

14、列等。系列等。 还有宽带型、高压型等等。还有宽带型、高压型等等。3. 运算放大器的分类运算放大器的分类Chapter5186.1.3 6.1.3 集成运放的电压传输特性、理想模型集成运放的电压传输特性、理想模型 和分析依据和分析依据1. 电压传输特性电压传输特性实际运放电压传输特性实际运放电压传输特性uo uuO线性区线性区正饱和区正饱和区 负饱和区负饱和区 )(uoo uuAu若若 Auo = 106 Uom = 15 V则则 Uim = 0.015 mV 线性区很窄，运放要线性区很窄，运放要工作在线性区必须有负工作在线性区必须有负反馈。反馈。uouu +AuoChapter5192. 理想

15、运放模型理想运放模型1）开环电压放大倍数）开环电压放大倍数 2）开环输入电阻）开环输入电阻3）开环输出电阻）开环输出电阻4）共模抑制比）共模抑制比 ouA idr0o rCMRK在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理想的运算放大器。理想化的主要条件：想的运算放大器。理想化的主要条件：uouu + Chapter5203. 分析运放电路的依据分析运放电路的依据)(oo uuAuu0)(oo uAuuu运放工作在线性区的依据运放工作在线性区的依据 相当于两输入端之间相当于两输入端之间短路短路，但又未真正短路，故，但又未真正短路，故称称 “虚短虚短” 相

16、当于两输入端之间相当于两输入端之间断路断路，但又未真正断路，故，但又未真正断路，故称称 “ “虚断虚断”。2） i+i 0 1）u+ u 且且uo 为有限值为有限值， uoA idr u+ uuouu + i+i 0 Chapter521)(oo uuAuuuo uuO不再成立不再成立理想模型理想模型 注意：注意：当当依然成立依然成立运放工作在非线性区的依据运放工作在非线性区的依据当当 uu uuomoUu omoUu 时，时， uuuo 发生跃变发生跃变uouu + 时，时，2） i+i 0 1）u+ uChapter5226.2 6.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈6.2.1 反馈

17、的基本概念反馈的基本概念 将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络回送到输入端，并参与对放大的全部通过反馈网络回送到输入端，并参与对放大的控制过程称反馈。控制过程称反馈。AoXiX无负反馈放大电路方框图无负反馈放大电路方框图Chapter523fidXXX 带有负反馈放大电路的方框图带有负反馈放大电路的方框图 输入信号输入信号 净输入信号净输入信号 反馈信号反馈信号 输出信号输出信号dXiXfXoX若三者同相，若三者同相，ifidXXXX idXX 电路为负反馈。电路为负反馈。则则iXF+fXdXAoX反馈电路反馈电路基本放大电路基本

18、放大电路比较环节比较环节Chapter5241、按、按Xd与与Xi的关系分类及判别的关系分类及判别:负反馈负反馈反馈信号削弱了原来的输入信号反馈信号削弱了原来的输入信号idXX :正反馈正反馈反馈信号加强了原来的输入信号反馈信号加强了原来的输入信号idXX iXF+fXdXAoX6.2.2反馈放大电路的分类及判别反馈放大电路的分类及判别Chapter525正、负反馈的判别方法正、负反馈的判别方法瞬时极性法瞬时极性法（1）首先假设输入信号）首先假设输入信号Xi 为为“”，然后按照，然后按照基本放大器的性质确定输出信号基本放大器的性质确定输出信号Xo的极性；的极性；（2）根据输出信号）根据输出信号

19、Xo的极性和反馈网络的性质的极性和反馈网络的性质确定反馈信号确定反馈信号Xf的极性；的极性；（3）根据反馈信号与输入信号的连接方式，计）根据反馈信号与输入信号的连接方式，计算净输入信号算净输入信号Xd： 输入与反馈接到同一端：输入与反馈接到同一端：Xd = Xi + Xf 输入与反馈接到不同端：输入与反馈接到不同端：Xd = Xi Xf（4）根据定义作出结论。）根据定义作出结论。Chapter526ui+R1R2RF+RLud+uf+uo 用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。 因此为因此为负反馈。负反馈。输入与反馈接到不同端：输入与反馈接到不同端：Xd = Xi

20、 Xf（ ）idXX Chapter5272、按输入端的连接方式分类及判别、按输入端的连接方式分类及判别:串联反馈串联反馈9并联反馈并联反馈在输入端，输入信号与反馈信号以串联形式连接在输入端，输入信号与反馈信号以串联形式连接在输入端，输入信号与反馈信号以并联形式连接在输入端，输入信号与反馈信号以并联形式连接输入电阻增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小Chapter528串联、并联反馈的判别串联、并联反馈的判别（1）若输入信号与反馈信号以电压形式叠加，则）若输入信号与反馈信号以电压形式叠加，则为串联反馈；以电流形式叠加，则为并联反馈。为串联反馈；以电流形式叠加，则为并联反馈。（2）若输入信号

21、与反馈信号接到不同端，则为串）若输入信号与反馈信号接到不同端，则为串联反馈；接到同一端，则为并联反馈。联反馈；接到同一端，则为并联反馈。ui+R1R2RF+RLud+uf+uo 输入信号与反馈输入信号与反馈信号接到不同端，信号接到不同端，因此为因此为串联反馈串联反馈。Chapter529当反馈信号取自输出电压时，称为电压反馈；当反馈信号取自输出电压时，称为电压反馈；当反馈信号取自输出电流时，称为电流反馈。当反馈信号取自输出电流时，称为电流反馈。 电压反馈可减小输出电阻，稳定输出电压；电压反馈可减小输出电阻，稳定输出电压；电流反馈可增大输出电阻，稳定输出电流电流反馈可增大输出电阻，稳定输出电流

22、。3、按输出端的取样方式分类及判别、按输出端的取样方式分类及判别Chapter530电压、电流反馈的判别电压、电流反馈的判别（1） 输出短路法：输出短路法：假设负载短路，如果反馈信号假设负载短路，如果反馈信号也变为也变为0，即反馈不存在了，则为电压反馈；若反，即反馈不存在了，则为电压反馈；若反馈信号不为馈信号不为0，反馈仍然存在，则为电流反馈。，反馈仍然存在，则为电流反馈。（2）简易判别：若反馈信号取自负载上端则为电）简易判别：若反馈信号取自负载上端则为电压反馈，取自负载下端则为电流反馈。压反馈，取自负载下端则为电流反馈。空载：相当于输出端接空载：相当于输出端接一无穷大负载一无穷大负载RL 接

23、地。接地。反馈信号取自负载上反馈信号取自负载上端故为端故为电压反馈电压反馈。Chapter531（1）电压串联负反馈）电压串联负反馈ui+R1R2RF+RLud+uf+uo 用电位的瞬时极性用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。判别反馈的正、负。 净输入信号净输入信号 ifidXXXX 为负反馈为负反馈 输入端：输入端：Xf 与与Xi 接在了不同端，故为串联反馈。接在了不同端，故为串联反馈。 输出端：反馈信号取自负载上端，故为电压反馈。输出端：反馈信号取自负载上端，故为电压反馈。6.2.3 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态（ ）Chapter532ui+R1R2RF+RLidio

24、iiuRRiRif（2）电流并联负反馈）电流并联负反馈 用瞬时极性判别反用瞬时极性判别反馈的正、负。馈的正、负。 净输入信号净输入信号 ifidXXXX 为负反馈为负反馈 （ + ） 输入端：输入端：Xf 与与Xi 接在了同一端，故为并联反馈。接在了同一端，故为并联反馈。 输出端：反馈信号取自负载下端，故为电流反馈。输出端：反馈信号取自负载下端，故为电流反馈。Chapter533（3）电压并联负反馈）电压并联负反馈 用电位的瞬时极性用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。判别反馈的正、负。ui+R1R2RF+RLid iiifuo+ 净输入信号净输入信号 ifidXXXX 为负反馈为负反馈（ + ）

25、 输入端：输入端：Xf 与与Xi 接在了同一端，故为并联反馈。接在了同一端，故为并联反馈。 输出端：反馈信号取自负载上端，故为电压反馈。输出端：反馈信号取自负载上端，故为电压反馈。Chapter534（4）电流串联负反馈）电流串联负反馈 用瞬时极性判别反用瞬时极性判别反馈的正、负。馈的正、负。ui+R2+RLuduo RFufio+ 净输入信号净输入信号 ifidXXXX 为负反馈为负反馈 输入端：输入端：Xf 与与Xi 接在了不同端，故为串联反馈。接在了不同端，故为串联反馈。 输出端：反馈信号取自负载下端，故为电流反馈。输出端：反馈信号取自负载下端，故为电流反馈。（ ）Chapter535电

26、压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈Chapter536反馈网络：反馈网络：A2电路电路电压并联负反馈电压并联负反馈例例6.1指出反馈网络（元件）及反馈类型。指出反馈网络（元件）及反馈类型。解：解： 净输入信号净输入信号 ifidXXXX 为负反馈为负反馈（ + ） 输入端：输入端：Xf 与与Xi 接在了接在了同一端，故为并联反馈。同一端，故为并联反馈。 输出端：反馈信号取自输出端：反馈信号取自负载上端，故为电压反馈。负载上端，故为电压反馈。用电位的瞬时极性判用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。别反馈的正、负。Chapte

27、r5376.2.4 6.2.4 负反馈对放大电路工作的影响负反馈对放大电路工作的影响1. 提高放大电路的稳定性提高放大电路的稳定性 doXXA ofXXF fidXXX FAFAXXA11iof AAAFAAd11dff 开环放大倍数开环放大倍数反馈系数反馈系数引入负反馈后净输入信号引入负反馈后净输入信号引入负反馈后闭环放大倍数引入负反馈后闭环放大倍数对上式求导对上式求导 可见，引入负反馈后，放大倍数降低了，而放大可见，引入负反馈后，放大倍数降低了，而放大倍数的稳定性却提高了，设计也更加灵活。倍数的稳定性却提高了，设计也更加灵活。iXF+fXdXAoXChapter5382. .对放大电路输入

28、电阻和输出电阻的影响对放大电路输入电阻和输出电阻的影响四种负反馈对四种负反馈对 ri 和和 ro 的影响的影响riro减低减低增高增高增高增高增高增高增高增高减低减低减低减低减低减低串联电压串联电压 串联电流串联电流并联电压并联电压并联电流并联电流思考题：思考题：为了分别实现：为了分别实现： (a) 稳定输出电压；稳定输出电压； (b) 稳定输出电流；稳定输出电流； (c) 提高输入电阻；提高输入电阻； (d) 降低输出电阻。降低输出电阻。应引入哪种类型的负反馈？应引入哪种类型的负反馈？Chapter5396.36.3集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用5.3.1 比例运算电路比例

29、运算电路5.3.2 加法运算加法运算5.3.3 减法运算减法运算5.3.4 积分运算积分运算5.3.5 微分运算微分运算Chapter540分析步骤：（灵活应用虚短、虚断求分析步骤：（灵活应用虚短、虚断求uo = f( ui ) ）（1）标出）标出u+，u-及其它需要的及其它需要的u，i；（2）由虚断和）由虚断和KCL计算计算（3）由虚短）由虚短u+u-（4）联解上述三个方程求出：）联解上述三个方程求出：uo = f( ui ) （消去（消去u+，u-）u+ = f(ui，uo)u- = f(ui，uo)Chapter5416.3.1 比例运算电路比例运算电路ifii1.反向比例反向比例fii

30、i FRuuiRuuiof1ii i1ouRRuF FRRR/12 由运放工作在线性区的依据由运放工作在线性区的依据联解得出联解得出平衡电阻：平衡电阻：iouu FRR 1虚断虚断i-0，则：，则：虚断虚断i+0，则：，则：u+0虚短虚短u+u-0称反相器称反相器则则输入电阻：输入电阻：riui/ii = R1输出电阻：输出电阻：ro0Chapter5422.同相比例同相比例i1o)1(uRRuF 0 FR1iof uuAu若若则则或或 1R由运放工作在线性区的依据由运放工作在线性区的依据ifi1fiii FRuuiRuiof1i0 联解得出联解得出虚断虚断i-0，则：，则：虚断虚断i+0，则

31、：，则：u+ui虚短虚短u+u-ui称电压跟随器称电压跟随器输入电阻：输入电阻：riui/ii输出电阻：输出电阻：ro0iiChapter5436.3.2 加法运算加法运算21fiiiii )(i212i111ouRRuRRuFF 联解可得：联解可得：当当11211RRR 时，则上式为时，则上式为)(i2i11ouuRRuF ifii1ii2虚断虚断i-0，则：，则：foiiRuuRuuRuu 122111虚断虚断i+0，则：，则：u+0虚短虚短u+u-0Chapter5446.3.3 减法运算减法运算322RuRuui i11i23231o)1(uRRuRRRRRuFF 联解可得：联解可得：

32、虚断虚断i-0，则：，则：foiRuuRuu 11虚断虚断i+0，则：，则：虚短虚短u+u-或或2323iuRRRu Chapter545i2323uRRRu i11i23231o)1(uRRuRRRRRuFF 由叠加定理由叠加定理ui1单独作用单独作用i11ouRRuF ui2单独作用单独作用 uRRuF)1(1oi23231)1(uRRRRRF ooouuu Chapter546当当21RR 时，时，)(i1i21fouuRRu f132/RRRR 平衡电阻平衡电阻3fRR 和和1fRR i1i2ouuu 则上式为则上式为当当时，则得时，则得 可见，输出电压与两个输入电压的差值成正比，可见

33、，输出电压与两个输入电压的差值成正比，故可进行减法运算。故可进行减法运算。ifiii11fi23231fo)1(uRRuRRRRRu Chapter547例例6.36.3试用集成运放实现以下计算关系：试用集成运放实现以下计算关系：可利用可利用2级运放实现上式。级运放实现上式。1）将）将ui1与与ui3通过通过A1反相求和，得反相求和，得uo1= （0.2 ui1+1.3 ui3）2）将）将A1的输出的输出uo1与与ui2通过通过A2反相求和，得反相求和，得uo= （ uo1+10 ui2）= 0.2 ui1 10 ui2+ 1.3 ui3uo= 0.2 ui1 10 ui2+ 1.3 ui3解

34、：解：Chapter548uo1= （0.2 ui1+1.3 ui3）uo= （ uo1+10 ui2）,2 . 011f RR3 . 121f RR,142f RR1022f RR若选若选Rf1=20k，则，则 k1002 . 01f1RR k10102f3RR若选若选Rf2=100k，则，则 k1004R k4 .152R并由此得并由此得 k8/1f211pRRRR k3 . 8/2f432pRRRRChapter549例例6.46.4可作为恒流源电路使用可作为恒流源电路使用 图示电路中，图示电路中，RfR，求，求uR、uO及及iO？解：解：ifii1ifiRuii i1fffuRRiRu

35、R i1fROuRRRRui RfRi1fOOuRRRRiRuLL Chapter5506.3.4 积分运算积分运算0 u1ifiRuii tuCRtiCuu d1d1i1fCo 用电容代替反相比例运算用电容代替反相比例运算电路中的电路中的RF，即为积分运算，即为积分运算电路。电路。故故 上式表明输出电压正比于输入电压的积分，式中上式表明输出电压正比于输入电压的积分，式中的负号表示两者反相。的负号表示两者反相。R1 C 称为积分时间常数。称为积分时间常数。uC+ifiiChapter551tuCRu d1i1otCRUu1io o(sat)U 当当 ui 为阶跃电压时，则为阶跃电压时，则uo

36、随时间线性增长，随时间线性增长，uootuiot最后达到负饱和值。最后达到负饱和值。UiChapter5526.3.5 微分运算微分运算tuCtuCiddddi1c1i ifffoiRiRu tuCRuddi1fo 故故即输出电压与输入电压对时间的一次微分成正比。即输出电压与输入电压对时间的一次微分成正比。微分运算是积分的逆运算，微分运算是积分的逆运算，将积分电路反相输入端的将积分电路反相输入端的电阻与反馈电容位置对调，电阻与反馈电容位置对调，就成为微分电路。就成为微分电路。ifiiChapter553tuCRuddi1fo Ui tuootuio注意：注意：由于此电路工作时稳定性不由于此电路

37、工作时稳定性不高，故实际中很少应用。高，故实际中很少应用。 当当 ui 为阶跃电压时为阶跃电压时 uo 为尖脉冲电压。为尖脉冲电压。Chapter5546.46.4集成运算放大器的非线性应用集成运算放大器的非线性应用 电压比较器的功能是将输入的模拟信号与一个电压比较器的功能是将输入的模拟信号与一个参考电压进行比较，当两者相等时产生跃变，由此参考电压进行比较，当两者相等时产生跃变，由此判别输入信号的大小和极性。判别输入信号的大小和极性。 电压比较器用于自动控制、波形变换、模数转换电压比较器用于自动控制、波形变换、模数转换及越限报警等。及越限报警等。 电压比较器电压比较器 集成运放构成电压比较器时，多处于开环或正集成运放构成电压比较器时，多处于开环或正反馈的工作状态，即工作在非线性区。反馈的工作状态，即工作在非线性区。Chapter5556.4.1 6.4.1 单门限电压比较器单门限电压比较器 单门限比较器只有一个单门限比较器只有一个门限电压门限电压，当输入电压越，当输入电压越过该门限电压时，输出电压发生跳变。过该门限电压时，输出电压发生跳变。1、过零比较器、过零比较器1）工作原理）工作原理当当ui0时，时，uo=+Uom；当当ui0 时，时，uo= Uom；运放开环工作。运放开环工作。ui与与u-相比较。相比较。波形变换波形变换运放工作在非线性区域时：运放工作在