第10章集成运算放大器 10.1集成运算放大器概述 10.2反馈的基本概念 10.3负反馈对放大电路性能的改善 10.4理想运算放大器 10.5基本运算电路 10.6电压比较器 10.7RC正弦波振荡电路
第 10 章 集成运算放大器 10.1 集成运算放大器概述 10.2 反馈的基本概念 10.3 负反馈对放大电路性能的改善 10.4 理想运算放大器 10.5 基本运算电路 10.6 电压比较器 10.7 RC 正弦波振荡电路
10.1集成运算放大器概述 ()集成运算放大器的组成 输入端 输出端 输入级 中间级 输出级 图10.1.1集成运放的组成 ◆特点： ①多级直接耦合放大电路： ②输入级采用差分放大电路，KCMRR和，很高； ③中间级采用多级共射电路，A,很高； ④输出级采用互补对称功率放大电路，？。很小， 带负载能力很强
10.1 集成运算放大器概述 (一) 集成运算放大器的组成 输入端 输入级 中间级 输出级 输出端 图 10.1.1 集成运放的组成 ◆ 特点： ①多级直接耦合放大电路； ② 输入级采用差分放大电路，KCMRR 和 ri 很高； ③ 中间级采用多级共射电路，Au 很高； ④ 输出级采用互补对称功率放大电路，ro 很小， 带负载能力很强。 返 回 下一节 上一页 下一页
反相输入端 DA。 ·输入方式： 输出端 ①反相输入 ud ②同相输入 同相输入端 目差分输入 图10.1.2集成运放的图形符号 9+Ucc 87 100dB 6F0072° 05 130 UEE 图10.1.3F007的外部接线和管脚图 返回
图 10.1.2 集成运放的图形符号 反相输入端 同相输入端 输出端 uo u－ u+ － ud + Ao － + + ◆ 输入方式: ① 反相输入 ② 同相输入 ③ 差分输入 F007 8 7 1 2 5 4 3 6 100 dB 2 3 8 7 1 5 4 6 u－ u+ uo +UCC －UEE 图 10.1.3 F007 的外部接线和管脚图 返 回 下一节 上一页 下一页
(二)电压传输特性 o 正饱和区 当-≤u≤+e时： 线性区 uo=Aoud=Ao(u+-u.) ￡0 当ua>(什8)时： +8 us uo=+UoM~+Ucc 当ua<(-)时： UoM 负饱和区 u=-UoM≈-UEE 上
(二) 电压传输特性 ud 0 uo +ε －ε 线性区 正饱和区 负饱和区 +UOM －UOM 当 －ε≤ud≤+ε 时： uo = Ao ud = Ao (u+－u－) 当 ud＞ (+ε) 时： uo = + UOM≈+UCC 当 ud＜ (－ε) 时： uo =－UOM≈－UEE 返 回 下一节 上一页 下一页
10.2反馈的基本概念 净输入 输入信号 信号 放大电路 输出信号 xd Ao Xo 比较环节 反馈电路 反馈信号 F 图10.2.1反馈示意图 开环放大倍数： 4- 反馈系数：F= 闭环放大倍数： Ar= 返回
10.2 反馈的基本概念 放大电路 Ao 反馈电路 F 输入信号 xi 净输入 信号 xd 输出信号 xo xf 反馈信号 比较环节 图 10.2.1 反馈示意图 开环放大倍数： Ao = xo xd 闭环放大倍数： Af = xo xi 反馈系数：F = xf xo 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
(一)反馈的分类： (1)正反馈和负反馈： ①正反馈： x与x,作用相同， 图10.2.1反馈示意图 使xa增加： ②负反馈：x与x作用相反，使x减小。 (2)电压反馈和电流反馈： ①电压反馈：xu。c。) ②电流反馈：x∝i,(c。) (3)串联反馈和并联反馈 ⊙串联反馈：x与x以串联的形式作用于净输入端； ②并联反馈：x与x以并联的形式作用于净输入端
(一) 反馈的分类: (1) 正反馈和负反馈： ①正反馈： xf 与 xi 作用相同， 使 xd 增加； ②负反馈：xf 与 xi 作用相反，使 xd 减小。 (2) 电压反馈和电流反馈： ①电压反馈：xf ∝ uo (xo ) ②电流反馈：xf ∝ io (xo ) (3) 串联反馈和并联反馈 ①串联反馈：xf 与 xi 以串联的形式作用于净输入端； ②并联反馈：xf 与 xi 以并联的形式作用于净输入端。 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页 Ao F xi xd xf xo 图 10.2.1 反馈示意图
(4)直流反馈和交流反馈 ①直流反馈：x是静态直流分量； ②交流反馈：x是动态交流分量。 (二)反馈的判断方法 1.判断是否存在反馈？哪些是反馈元件？ 2.是正反馈还是负反馈？ ◆对于负反馈： 3.判断是交流负反馈还是直流负反馈？ ◆对于交流负反馈： 4.判断交流负反馈的类型： 电压反馈？电流反馈？串联反馈？并联反馈？
(4) 直流反馈和交流反馈 ① 直流反馈：xf 是静态直流分量； ② 交流反馈：xf 是动态交流分量。 (二) 反馈的判断方法 1. 判断是否存在反馈？哪些是反馈元件？ 2. 是正反馈还是负反馈？ ◆对于负反馈： 3. 判断是交流负反馈还是直流负反馈？ ◆对于交流负反馈： 4. 判断交流负反馈的类型： 电压反馈？电流反馈？串联反馈？并联反馈？ 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
例如：在图10.2.2(a)所示电路中 ()当无负反馈时，uC (2)当增加RF和R1后： ud ui -us 当u。=0时： R ud ur =0 ui R2 因此 lu∝uo (a)串联电压负反馈 图10.2.2集成运放电路中的负反馈 ◆结论： (注：与书中的电路有所不同) R和R1:串联电压负反馈。 返回
例如：在图 10.2.2 (a) 所示电路中， － ud + － uf + (1) 当无负反馈时， ud≈ ui ud≈ ui－uf 当 uo = 0时： (2) 当增加 RF 和 R1 后： uf = 0 因此 uf∝uo ◆ 结论: RF 和 R1 ：串联电压负反馈。 Ao + － + ui uo R2 RL R1 RF (a) 串联电压负反馈 图 10.2.2 集成运放电路中的负反馈 （注：与书中的电路有所不同) 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
例如：在图10.2.2(b)所示电路中 (山)当无负反馈时，心 (2)增加Rr支路后： A a=-4 R 当i。=0时： R2 i4=0 因此∝。 R (b)并联电流负反馈 ◆结论： 图10.2.2集成运放电路中的负反馈 (注：与书中的电路有所不同) R:并联电流负反馈
AO + ui － + R2 R1 RL R uo + － RF i i id i f (2) 增加 RF 支路后： id = i i－i f 当 io = 0 时： ◆ 结论: RF ：并联电流负反馈。 io i f = 0 因此 i f∝io × 例如：在图 10.2.2 (b) 所示电路中， (1) 当无负反馈时， id≈ i i (b) 并联电流负反馈 图 10.2.2 集成运放电路中的负反馈 （注：与书中的电路有所不同) 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
例如：在图10.2.3所示电路中， 反馈元件：RE (1)对直流信号 Rc UBE=UB-Ur =UB-REle B (2)对交流信号： uii RB2 ube=ui uf 即 ud=ui-ut 其中u=R。∝iei。 图10.2.3放大电路中的反馈 ◆结论： RE:串联电流负反馈。 上
例如：在图 10.2.3 所示电路中， R RC B1 RB2 RE C2 C1 +UCC + ui － + + + uo － (1) 对直流信号 UBE = UB－UF = UB－REIE (2) 对交流信号： ube= ui－uf 即 ud = ui－uf 其中 uf = Re ie ∝ie ≈ic uBE + － + uf － ◆ 结论: RE：串联电流负反馈。 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页 图 10.2.3 放大电路中的反馈 反馈元件: RE