第8章 集成运算放大器 ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
第8章 集成运算放大器
8.2集成运放的线性应用一理想模型分析法 根据集成运放输入端与被放大信号的连接方式,可以将 集成运放电路分成三类: 同相放大器:被放大信号与集成运放同相输入端相连 反相放大器:被放大信号与集成运放反相输入端相连 差动放大器:被放大信号与集成运放的两个输入端相连 ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
8.2 集成运放的线性应用—理想模型分析法 根据集成运放输入端与被放大信号的连接方式，可以将 集成运放电路分成三类： 同相放大器：被放大信号与集成运放同相输入端相连 反相放大器：被放大信号与集成运放反相输入端相连 差动放大器：被放大信号与集成运放的两个输入端相连
821同相放大器 图83是基本的同相放大器。输入电压信号直接加在集成 运放的同相输入端。 R E1 ①+y (a)同相放大器 (b)同相放大器等效模型 图83同相放大器及其模型 ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
图8.3是基本的同相放大器。输入电压信号直接加在集成 运放的同相输入端。 8.2.1 同相放大器 （a）同相放大器 （b）同相放大器等效模型 图8.3 同相放大器及其模型
1.闭环电压增益 由“虚断”可得=v毕 由“虚短”可得i=0 所以 且 0=1+ (81) ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
1. 闭环电压增益 由“虚断”可得 = 由“虚短”可得 所以 , ,且 即 （8.1） + = − v v I v i = i = 0 − + 1 I 1 R v i = f o I f R v v i − = 1 f i = i 1 f I o R R 1 v v = +
对照例7.5,若将集成运放理想化,即令A电路增益表达 式中 Ra→>∞,rn→>0,则A、→>+∞,A→=1+2 B R ,与本例的结果相同。 2输入电阻与输出电阻 对理想集成运放,因为i=0,所以闭环放大器的输入 电阻为无穷大;因为=0,所以闭环放大器的输出电 阻为零。 ●●●000● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
对照例7.5，若将集成运放理想化，即令A电路增益表达 式中 ，与本例的结果相同。 2.输入电阻与输出电阻 对理想集成运放，因为 ，所以闭环放大器的输入 电阻为无穷大；因为 =0，所以闭环放大器的输出电 阻为零。 1 2 v i d o v v f R R 1 B 1 R → ,r → 0,则A → +，A → = + i + = 0 o r
综合上述两点,同相放大器的等效模型如图83(b)所 小。 3.电压跟随器 图83(a)中的电阻R;短路、R开路,则电路变为图 84(a)所示的电压跟随器。其等效电路如图84(b) 所示。 ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
综合上述两点，同相放大器的等效模型如图8.3（b）所 示。 3. 电压跟随器 图8.3（a）中的电阻 短路、 开路，则电路变为图 8.4（a）所示的电压跟随器。其等效电路如图8.4（b） 所示。 Rf R1
1×v (a)电压跟随器 (b)电压跟随器等效模型 图84电压跟随器 ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
（a）电压跟随器 （b）电压跟随器等效模型 图8.4 电压跟随器
有以下几点内容需要说明 1集成运放的开环增益A。非常大,但闭环增益与开环增 益几乎无关,只是由外接电阻决定。 R 2闭环增益由外接电阻R和R的比值設决定,但 R1太小会从集成运放中获取太大的电流,太大的R 会增大电阻产生的噪声。所以,一般来说,与集成运放 相连接的电阻都应在1k9和10MΩ之间。 3设计一个同相放大器非常简单,其步骤是,对给定的 闭环增益A,选择电阻R1,然后求电阻R 4负反馈类型一电压取样电流求和负反馈 ●●●000● ●●●●●● (跨导放大器) ●●●●●●●● ●●●●●●●
有以下几点内容需要说明。 1.集成运放的开环增益 非常大，但闭环增益与开环增 益几乎无关，只是由外接电阻决定。 2.闭环增益由外接电阻 和 的比值 决定，但 太小会从集成运放中获取太大的电流，太大的 会增大电阻产生的噪声。所以，一般来说，与集成运放 相连接的电阻都应在1k 和10 M 之间。 3.设计一个同相放大器非常简单，其步骤是，对给定的 闭环增益 ，选择电阻 ，然后求电阻 Avo Rf R1 1 f R R R1 Rf Avf R1 Rf 4.负反馈类型－电压取样电流求和负反馈 （跨导放大器）
设计例题81目的:设计一个同相放大器 同相放大器电路如8.5所示。要求闭环电压增益 A=80。输入电压源v=20m源内阻R3=5002。求输 出电压。已知直流电压源为V=-Vm=12V R R ●● ●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●
[设计例题8.1]目的：设计一个同相放大器 同相放大器电路如8.5所示。要求闭环电压增益 =80。输入电压源 源内阻 。求输 出电 压 。已知直流电压源为 Avf v 200mV, s = Rs = 500 vo Vcc = −VEE = 12V
解:选择电阻R,:令=5k 由 R,=80,可得 A=1 R Re =395k q 输出电压v为 Vo=A、V1=Ayv。=80×0.2=16V 它超过了最大直流电源电压c=12V。所以输出电压 v=V=12V。 ●● ●●●●●● ●●●●●●● ●●●●●●●
解：选择电阻 ：令=5k . 由 =80，可得 =395k 输出电压 为 R1 1 f vf R R A = 1+ Rf vo o v I v s v =A v =A v =80 0.2=16V 它超过了最大直流电源电压Vcc=12V。所以输出电压 vo=Vcc=12V