2运算放大器 2.1集成电路运算放大器 2.2理想运算放大器 2.3基本运算电路
2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本运算电路
2.1集成电路运算放大器 1.集成电路运算放大器的内部组成单元 00 输入级 + 中间级 输出级 差分放大 电压放大 U02 功率放大 vo Avl 0 Av2 A3=1 VOI=Av1(UP-UN) Uo2=Av14v2(UP-UN) Vo=Awo(Up-UN) 图2.1.1集成运算放大器的内部结构框图
2.1 集成电路运算放大器 1. 集成电路运算放大器的内部组成单元 图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图
2.1集成电路运算放大器 1.集成电路运算放大器的内部组成单元 a b 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
2.1 集成电路运算放大器 1. 集成电路运算放大器的内部组成单元 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
2.运算放大器的电路模型 通常： ·开环电压增益 P A0的≥105 (很高) 供电 电源 ·输入电阻 1:≥1062 (很大) UN Avo(UP-UN) N ·输出电阻 r,≤1002（很小） 图2.1.3运算放大器的电路模型 Vo=Ado(UP-UN) (V_≤vo≤V+)
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 通常： § 开环电压增益 Avo的≥10 5（很高） § 输入电阻 ri≥ 10 6Ω （很大） § 输出电阻 ro≤100Ω （很小） vO ＝Avo(vP－vN ) （ V－ ≤ vO ≤ V＋ ）
2.运算放大器的电路模型 当A(p一)≥V+时 vo=V+ p d, Uo- 当Ao(p一vN)≤V时 P-UN o=V N 电压传输特性 vo/V vo=f(Up-UN) a 正饱和 +Vom=V+ 线性范围内 Vo=Avo(Up-UN) 线性区 Uo=Avo(Up-UN) 0 A0—斜率 (Up-UN)/mV 负饱和 Vom-V end
2. 运算放大器的电路模型 当Avo(vP－vN ) ≥V＋ 时 vO ＝ V＋ 当Avo(vP－vN ) ≤ V-时 vO ＝ V- 电压传输特性 vO ＝ f (vP－vN ) 线性范围内 vO ＝Avo(vP－vN ) Avo——斜率 end
2.2理想运算放大器 1.0o的饱和极限值等于运放 的电源电压V和V p=0 2.运放的开环电压增益很高 若(vp-)>0 w-0 Avo(UP-UN) 则o+'mV+ 若(vp-)<0 则o=-'m=V- 图2.2.1理想运放的简化电路模型 3.若V_<vo<V+ 则(p一)0 理想：roo 4.输入电阻的阻值很高 ro~0 使ip0、i认≈0 A0→00 满足“虚短”、“虚断”。 5.输出电阻很小，r。≈0 end
2.2 理想运算放大器 1. vO的饱和极限值等于运放 的电源电压V＋和V－ 2. 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－ 3. 若V－< vO <V＋ 则 （vP－vN）0 4. 输入电阻ri的阻值很高 使 iP≈ 0、iN≈ 0 5. 输出电阻很小， ro ≈ 0 理想：ri≈∞ ro ≈0 Avo →∞ 满足“虚短” 、 “虚断” 。 图2.2.1 理想运放的简化电路模型 end
例：直流毫伏表电路 当R2>R3时， （1)试证明Vs=(R,R1/R2)IM （2)R1=R2=150k2,R3=1k2, 输入信号电压V、=100mV时，通过 B-Iy 毫伏表的最大电流Mmas=? 解：（1)根据虚断有I=0 所以I2=s 又根据虚短有V。=V=0 则有Is=Vs/R=2 且R,和R相当于并联，所以-R2=R3(2- 所议=(R,+R) 当R2>R3时，Vs=(RR/R2)IM (2)代入数据计算即可 end
当R2>> R3时， （1）试证明VS ＝( R3R1 /R2 ) IM 解:（1）根据虚断有 II =0 所以 I2 = IS 例：直流毫伏表电路 （2）R1 ＝R2 ＝150k，R3 ＝1k， 输入信号电压VS ＝100mV时，通过 毫伏表的最大电流IM(max) ＝？ 又根据虚短有 VP = VN =0 且R2和R3相当于并联，所以 –I2R2 = R3 (I2 - IM ) 所以 1 S 3 2 3 M ( ) R V R R R I 当R2>> R3时，VS ＝( R3R1 /R2 ) IM （2）代入数据计算即可 end 则有 IS = VS / R1= I2
2.3基本运算电路 2.3.1求差电路 2.3.2求和电路 2.3.3积分电路和微分电路
2.3 基本运算电路 2.3.1 求差电路 2.3.2 求和电路 2.3.3 积分电路和微分电路
2.3.1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。 2一Ui1 Vid 根据理想运放虚短、虚断 Un 和n、p点的KCL得： Un=Vp Un -Vo R Ra 。=区+R△R+R B400 -0=0。-0 R2 R3 当 R4_,则0 RR, _Rs(U2-Ua) 若再有R4=R1,则v。=V2一01 (该电路也称为差分电路或减法电路)
2.3.1 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。 4 n o 1 i1 n R v v R v v 3 p 2 i2 p 0 R v R v v i1 1 4 i2 2 3 3 1 1 4 o v R R v R R R R R R v ( )( ) 当 , 2 3 1 4 R R R R 则 ( ) i2 i1 1 4 o v v R R v 若再有 , R4 R1 则 vo vi2 vi1 根据理想运放虚短、虚断 和n、p点的KCL得： vn vp （该电路也称为差分电路或减法电路）
2.3.2求和电路 根据理想运放虚短、 虚断和n点的KCL得： R2 〔Vn=Vp=0 0i20 0+2-0=。0。 0i10 R R2 R, 11 二〉 30 R2 (该电路也称为加法电路) 若R1=R2=R? 则有-0。=01+02
2.3.2 求和电路 1 i1 n R v - v 3 n o R v - v 根据理想运放虚短、 虚断和n点的KCL得： i2 2 3 i1 1 3 vo v v R R R R - 若 R1 R2 R3 vn vp 0 2 i2 n R v - v 则有- vo vi1 vi2 （该电路也称为加法电路）