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文档简介
第二章集成电路运算放大器2.1集成电路运算放大器1.集成电路运算放大器运算放大器──可以完成算学运算的放大器
运算放大器也可用一般放大器一样的模型来表达
2.1集成电路运算放大器
集成电路运算放大器的符号图2.1.2运算放大器的代表符号(a)国家标准规定的符号(b)国内外常用符号反向输入端同向输入端输出端正电源端负电源端2.运算放大器的电路模型图2.1.3运算放大器的电路模型特点:开环电压增益
Avo≥105(很高)输入电阻
ri≥106Ω(很大)输出电阻
ro≤100Ω(很小)
vO=Avo(vP-vN)
(V-<vO
<V+)
注意:当Avo(vP-vN)≥V+时
vO=
V+
(输出正向饱和)
当Avo(vP-vN)≤
V-时
vO=
V-(输出负向饱和)
电压传输特性
vO=
f
(vP-vN)线性范围内
vO=Avo(vP-vN)Avo——斜率2.2理想运算放大器1.运放的开环电压增益很高
若(vP-vN)>0
则vO=+Vom=V+
若(vP-vN)<0
则vO=–Vom=V-
2.若V-<vO<V+
则(vP-vN)0
3.输入电阻ri的阻值很高
使iP≈0、iN≈0
4.输出电阻很小,ro
≈0理想:ri≈∞
ro≈0
Avo→∞vO=Avo(vN-vP)图2.2.1运放的简化电路模型2.3.1同相放大电路(a)电路图(b)小信号电路模型图2.3.1同相放大电路1.基本电路
2.3.1同相放大电路2.负反馈的基本概念开环闭环?反馈:将放大电路输出量,通过某种方式送回到输入回路的过程。负反馈━━输出回馈到输入端使有效输入减小从而使输出减小。电路有
vo
=Avo(vp-vn)引入反馈后vn0,vp(vi)不变→
(vp-vn)↓→
vo↓使输出减小了,增益Av=vo/vi下降了,这时的反馈称为负反馈。━━有反馈。━━输出没有回馈到输入端。2.3.1同相放大电路3.虚假短路
图中输出通过负反馈的作用,使vn自动地跟踪vp,即vp≈vn,或vid=vp-vn≈0。呈虚假短路,简称虚短。
由于运放的输入电阻ri很大,所以,运放两输入端之间的
ip=-in=(vp-vn)/ri≈0,呈现虚假断路,简称虚断。
由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念,是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器,必须熟练掌握。2.3.1同相放大电路4.几项技术指标的近似计算(1)电压增益Av
根据虚短和虚断的概念有
vp≈vn,ip=-in=0所以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
vi=vp,ii=ip≈0所以(3)输出电阻Ro
Ro→02.3.1同相放大电路5.电压跟随器根据虚短和虚断有vo=vn≈vp=vi输出全部反馈之输入,闭环放大倍数=1!输出和输入大小相同,相位相同,称为跟随器。电压跟随器的作用(1)图a电路负载上输出电压(2)接入电压跟随器ip≈0,vp=vs根据虚短和虚断有vo=vn≈vp=vs跟随器具有阻抗隔离作用!2.3.2反相放大电路(a)电路图(b)由虚短引出虚地vn≈0
图2.3.5反相放大电路1.基本电路
2.几项技术指标的近似计算(1)电压增益Av
根据虚短和虚断的概念有
vn≈
vp=
0
,ii=0所以i1=i2
即Ro→0(3)输出电阻Ro
(2)输入电阻Ri
2.3.3求和电路根据虚短、虚断和n点的KCL得:若则有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。当则若继续有则根据虚短、虚断和n、p点的KCL得:一种高输入电阻的差分(求差)电路2.4.2积分电路和微分电路1.积分电路式中,负号表示vO与vI在相位上
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