第7章-集成运算放大器

第7章集成运算放大器

本章首先简单介绍直接耦合放大电路，然后再引入集成运算放大器（简称运算放大器）的基本结构和主要参数、理想运算放大器的分析方法，在此基础上介绍运算放大器的线性应用及线性运算电路的分析方法，主要包括反相比例电路、同相比例电路、差分电路等最后简单介绍运算放大器使用时应注意的问题。

7.1直接耦合放大电路

7.1.1零点漂移

输入端不加信号，输出端也会出现大小变化的电压信号的现象

解决零漂的办法差动放大电路化学工业出版社

7.1.2差动放大电路

1．电路组成及原理

2．差模信号和差模放大倍数uid=ui1—ui2

Ad=A1≈

3．共模信号和共模抑制比uiC=uiC1=uiC2

KCMRR=

7.2集成运算放大器

7.2.1集成运算放大器的基本组成

1．输入端和输出端：LM741的管脚2和3为差分输入级的两个输入端管脚6为功放级的输出端

2．电源端：管脚7与4为外接电源端。3．调零端：管脚1和5为外接调零补偿电位器端。

7.2.2集成运算放大器的主要参数1．开环差模电压增益Aud

2．输入失调电压UI0及其温漂3．输入失调电流II0及其温漂

4．差模输入电阻rid和输出电阻r0

5．共模抑制比KCMRR

6．最大差模输入电压UIdmax

7．最大共模输入电压UICmax

8．静态功耗PCO

9．最大输出电压UOPP

7.2.3放大电路中的负反馈2．负反馈的基本类型

1．反馈的基本概念

电压负反馈电流负反馈串联负反馈并联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈7.3理想集成运算放大器的分析方法

7.3.1理想运算放大器

主要条件

理想集成运算放大器的符号

电压传输特性

u0＝Audu1＝Aud（u+–u–)重要结论

（1）开环差模电压增益Aud=∞（2）共模抑制比KCMRR＝∞（3）开环差模输入电阻rid＝∞（4）开环共模输入电阻ric=∞（5）开环输出电阻ro＝0u+

＝u–虚短i+＝i–＝0虚断

（1）输出与输入信号相位相反；（2）输出信号是输入信号的倍；（3）输入阻抗较小，约等于R1；（4）输出阻抗较小；（5）同相输入端与反相输入端之间为虚短；（6）输入端存在虚地现象；（7）不存在共模输入信号。7.3.2反相输入运算电路的分析方法1．反相比例运算电路

利用虚地的概念可知u+＝u–＝0

因为i1=iF

所以

输入阻抗是

比例系数反相比例运算电路的特点：2．反相加法运算电路得

if=i1+i2

若使Rf＝R1＝R2则u0=–(uI1+uI2)平衡电阻＝R1//R2//Rf3．反相积分电路ic=if=i1

R1Cf称为积分时间常数

（l）输出与输入信号相位相同；（2）输出信号是输入信号的倍；（3）输入阻抗较大，约等于rid；（4）输出阻抗较小；（5）同相输入端与反相输入端之间为虚短；（6）不存在虚地现象；（7）存在共模输入信号。7.3.3同相输入运算电路的分析方法1．同相比例运算电路

u+＝

u–

if=–i1

uI=u+＝u–得同相比例运算电路的特点

2．同相加法运算电路

因为i+=0，所以i2=–i3=

i1=–if

由u+=u–得若选取R2=R3;Rf=R1则

图中R2//R3=R1//Rf

7.3.4信号信号转换电路在电源变换电路中，有电压-电压变换、电压-电流变换、电流-电压变换和电流-电流变换。在非电量转换成电信号的电路中，有光-电转换电路、时间-电压转换电路，还有机械变形、压力、温度等物理量变换成电信号的电路。1．电源变换电路电压-电压变换电路

电流-电压变换电路

2．非电量转换成电信号的应用电路光电转换电路

检测物理量变化的运放电路--电桥放大器

7.3.5集成运放的非线性应用——电压比较器1．工作原理

反相型电压比较器

当ui<UR时，差动输入信号UA-UA´<0，u0=+Uom当ui>UR时，差动输入信号UA-UA´>0，u0=-Uom即当输入电压ui>UR时，电路反转，输出负饱和电压-Uom；当输入电压ui<UR时，输出正饱和电压+Uom。传输特性