《电路》第五版 邱关源罗先觉第五章含有运算放大器的电阻电路

第五章含运算放大器的电阻电路重点

（1）理想运算放大器的外部特性；（2）含理想运算放大器的电阻电路分析；（3）熟悉一些典型的电路；

运算放大器(operationalamplifier)是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了越来越广泛的应用。5.1运算放大器的电路模型1.简介

应用主要用于模拟计算机，可模拟加、减、积分等运算，对电路进行模拟分析。在信号处理、测量及波形产生方面也获得广泛应用。+__+u+u-+_uoao+_ud_+A+b电路符号a：

反向输入端，输入电压u－b：同向输入端，输入电压

u+o：输出端,输出电压

uo其中参考方向如图所示，每一点均为对地的电压，在接地端未画出时尤须注意。A：电压放大倍数，可达十几万倍:公共端(接地端)在

a,b间加一电压

ud=u+-u-，可得输出uo和输入ud之间的转移特性曲线如下：分三个区域：①线性工作区：|ud|

<=Usat/A,则

uo=Aud②正向饱和区：③反向饱和区：ud>则

uo=Usatud<-

则uo=-Usat2.运算放大器的静特性是一个数值很小的电压，例如Usat=13V,A=105，则=0.13mV。Usat-Usat-Uo/VUd/mVO实际特性近似特性au+u-uoo+_ud_+A+b3.电路模型输入电阻输出电阻在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：①

Auo为有限值，则ud=0,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路)；②

Ri

4.理想运算放大器i+=0,i－=0。即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋－uo③

Ro

05.2含有理想运算放大器的电路分析1.反相比例器+_uo_+A++_uiR1RfRL12遵循两条规则：1.同向输入端和反向输入端电位相同。2.同向输入端和反向输入端的输入电流均为零根据理想运放的特性分析：(1)根据“虚短”：（2）根据“虚断”：当

R1和Rf

确定后，为使uo

不超过饱和电压(即保证工作在线性区)，对ui有一定限制。注意u+=u-

=0，i1=ui/R1i2=-uo

/Rfi-=0，i2=i1+_uo_+++_uiR1RfRLi1i2u+u-2.加法器如令R1＝R2＝R3＝Rf

，则ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3=-uo

/Rfuo=-(Rf

/R1

ui1

+Rf

/R2

ui2+Rf/R3

ui3)u-=u+=0i-=0+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3uo=-(ui1

+ui2+ui3)3.正相比例器u+=u-=uii+=i-=0uo=[(R1+R2)/R2]

ui

=(1+R1/R2)ui(uo-u-)/R1=u-/R2根据“虚短”和“虚断”结论（1）uo与ui同相（2）当R2=，R1=0时,uo=ui，为电压跟随器_++RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+4.电压跟随器特点：①输入阻抗无穷大(虚断)；②输出阻抗为零；应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。③uo=ui。电路A电路B_+++_+_uiuo例可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。R2RLR1+_u2+_u1_+++_u1R1R2RL+_u2A电路5.减法运算+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2i1ifu-=u+i-=i+=0i1=if解得：6.积分运算u-=0i-=0iR=iCC+_uo_+++_uiRiCi-u-iR7.微分运算u-=0i-=0iR=iCC+_uo_+++_uiRiCi-u-iR例+_uo_+++_4V4R2Ri1i2u+u-求uo解例+_uo_+++_