集成运放的理想与现实

集成运放的理想与现实

集成运行箱集成电路，简称集运行箱。它是一种承受高压损失的直接组合放大电路，具有高电压损失补偿的特性，能够输出低能耗，能够很好地抑制温度位移。在集成运行箱的早期阶段，它主要用于实现各种数学操作，如比例、积极数据、积分、微分方程、对数、指数、加法和除法。随着集成电路的快速发展，其目的远远超过了数学操作的范畴，并在许多电子技术领域得到了应用，如精密测量、精细修剪、源滤波、波形变换、自动控制、仪器仪表、通信和信息服务。“虚短”和“虚断”是集成运放的两个非常重要的性质,在分析集成运放的各种应用电路时,利用这两个概念可以很简捷方便地推导出某些电路的输出-输入关系,给解决问题带来了很大的方便.1集成运放工作在线性区我们把具有理想参数的集成运算放大器叫做理想运放,一个理想运放的参数应该具备下列条件:⑴输入信号为零时,输出端应恒定地处于零电位,即没有零点漂移现象.⑵开环电压放大倍数⑶差模输入电阻⑷输出电阻⑸共模抑制比⑹频带宽度一个实际的运放,如果它的各项技术指标均满足上述条件,即将是一个理想运放,当然,完全理想的运放是不可能制成的.但是,只要实际的运放参数比较好,或者与理想运放性能比较接近,在分析各种应用电路的工作原理时,就可以用理想运放代替实际运放,因为它所带来的误差很小,在一般工程计算中也是允许的.也就是说,用理想运放分析实际问题不仅可使分析过程大大简化,而且所得的结果也和实际情况相一致.当集成运放工作在线性区时,它的输入信号和输出信号应满足=其中⑴集成运放的净输入电压非常小接近于零,也就是说集成运放的两个输入端之间电位差非常接近于零,即⑵集成运放的净输入电压非常小接近于零,也就是说集成运放的两个输入端的电流通常可视为零,即⑶在集成运放引入深度负反馈的条件下,运放的闭环增益“虚短”和“虚断”如下图1所示:由于集成运放性能很好,利用这两个概念求解运算电路的函数关系时所产生的误差通常可忽略不计,因此我们可以将只要集成运放工作在线性区,上述两个结论就具有普遍意义,利用这两个概念来分析各种运放应用电路时将是十分方便和有效的,如果集成运放工作在非线性区,则不存在“虚短”和“虚断”的现象.还有一个要说明的问题:在应用“虚短”和“虚断”的同时还有一个叫“虚地”的概念.它的含义是当集成运放电路中的同相输入端2运放的输出与输入“虚短”和“虚断”不仅是两个非常重要的概念,而且是我们分析集成运放应用电路的一种有力工具.因此,我们不但要深入地理解其实质,更重要地是要正确而熟练地应用它们解决实际问题.为此,举例如下:例1如图2,输入信号因=有该式表明图2是反相比例运算电路.2例2如图3,输入信号例3如图4输入信号=即所以以上3个电路是集成运放应用的最典型电路.我们都是利用“虚短”和“虚断”的概念求解的,从中我们可以看出求解过程是清晰的,一目了然的.如果运放应用到更复杂的电路,更可以看出此法的简捷,这里不再举例.但应用这两个概念求解集成运放的输出与输入之间的关系式时应注意以下几点:⑴应用这两个概念的前提是运放应工作在线性状态,所以在应用这两个概念时要首先判断运放是否工作在线性放大状态.⑵除考虑运算电路的误差外,一般可将电路中的集成运放视为理想运放,然后借助于两概念求解输出和输入的函数关系.⑶在运算电路具有深度负反馈的前提下,可运用虚短和虚断的概念,求解输入和输出的函数关系.⑷在应用虚短和虚断的概念求解运放的输出和输入的函数关系时,应搞清虚短和虚地的相互关系.⑸电压比较器中的集