第5章含运放的电阻电路优秀PPT.ppt

第5章含运放的电阻电路1现在学习的是第1页，共26页5-1 集成运放的电路模型集成运放的电路模型一、集成电路简介（IC）体积小、重量轻 功耗很小（MW级）价格较便宜按集成度分类Medium Scale IntegrationLarge Scale IntegrationVery Large Scale IntegrationSmall Scale IntegrationSSI 门电路、触发器等，一般在100个门以下MSI 各类计数器、寄存器、译码器和比较器等，一般 包含1001000个门LSI 各类专用的寄存器等，一般包含100010000个门VLSI 各类CPU、单片袖珍计算机等，一般在10000个门以上特点2现在学习的是第2页，共26页二、集成运放的特点和说明模拟 IC数字集成稳压电源集成功放集成运放输入端输入级中间级偏置电路输出级输出端运放方框图1、输入级：要求输入电阻很高（M级）4、偏置电路：为以上各级电路提供稳定和合适的偏置电流3、输出级：要求输出电阻很小（100以内）2、中间级：进行电压放大，要求电压增益很高3现在学习的是第3页，共26页三、集成运放的应用：1、信号的运算：比例运算 加、减 微分、积分2、信号的处理：有源滤波器 采样保持 电压比较4、波形的产生：矩形波 三角波 锯齿波3、信号的测量：非电量信号通过传感器（电量很小）放大4现在学习的是第4页，共26页四、运放的电路模型1、符号两个输入端 a 、b 和一个输出端o提供偏置电压，维持运放内部晶体管正常工作。地电源端子 和 连接直流：接正电压，接负电压，这里的电压的正负是对地或公共端而言的，运放具有“单方向”性质(图中 图形符号就代表这种性质)。5现在学习的是第5页，共26页a端：反向输入端或倒向输入端，输入电压b端：同向输入端或非倒向输入端，输入电压 o：输出端,输出电压6现在学习的是第6页，共26页A：开环电压放大倍数。如果在a、b端分别同时加输入电压 、，则有：这种输入方式称为差动输入，称为差动输入电压。7现在学习的是第7页，共26页2、运算放大器的外特性线性工作区：反向饱和区：正向饱和区：uo/Vud/mVOUsat近似特性实际特性-Usat（与 之间的关系曲线）称为饱和电压。其值略低于直流偏置电压值。这里 是一个数值很小的电压，例如 则8现在学习的是第8页，共26页3、运放的等效电路模型：运算放大器两输入端间的输入电阻。：运算放大器的输出电阻。9现在学习的是第9页，共26页在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：两个输入端之间相当于短路(虚短路)；即从输入端看进去，元件相当于开路(虚开路)。四、理想运算放大器 为有限值，则 即10现在学习的是第10页，共26页理想运算放大器：（在线性区域内）uo/Vud/mVOUsat近似特性实际特性-Usat（与 之间的关系曲线）uoud0-UsatUsat正向饱和区ud0反向饱和区ud0（与 之间的理想曲线）11现在学习的是第11页，共26页实际运算放大器的工作情况比以上分析要复杂。例如，放大倍数A不仅为有限值，而且随着频率的增高而下降。理想运放的电路符号实际运放的电路符号12现在学习的是第12页，共26页5-2 比例电路的分析比例电路的分析运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在闭环状态。例：运放等效电路13现在学习的是第13页，共26页带入上二式，得 由于 ，14现在学习的是第14页，共26页解方程：所以：因A一般很大，很小，很大表明 只取决于反馈电阻 与 比值，负号表明 和 总是符号相反(反相比例器)。15现在学习的是第15页，共26页设 则 可见用 足够精确 16现在学习的是第16页，共26页与上述结果相同 若是理想运算放大器，则由于根据：17现在学习的是第17页，共26页5-3 含有理想运放的典型电路含有理想运放的典型电路 对于公共端（地），倒向输入端的电压与非倒向输入端的电压相等。“虚短路”。倒向端和非倒向端的输入电流均为零。“虚断路”一、理想运放的两法则：根据理想运放的性质可得：若某一端接地，则另一端电压为零。“虚接地”虚断路虚短路18现在学习的是第18页，共26页1、由理想运放构成的反相比例器：得：规则1“虚断”：规则2“虚短”：19现在学习的是第19页，共26页注意：当 R2=R1 时，组成反相器，如下图：(R2接在输出端和反相输入端,称为负反馈)(1)当 R1 和 R2 确定后，为使 uo 不超过饱和电压(即保证工作在线性区)，对uin有一定限制。(2)运放不工作在开环状态(极不稳定，振荡在饱和区)，都工作在闭环状态，输出电压由外电路决定。20现在学习的是第20页，共26页2.加法器规则1“虚断”：有：若：规则2“虚短”：得：21现在学习的是第21页，共26页3.正相比例器规则1“虚断”：规则2“虚短”：22现在学习的是第22页，共26页4.电压跟随器应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。23现在学习的是第23页，共26页1、减法运算器补充：解：由图知若则若则24现在学习的是第24页，共26页2、积分电路解：由图知电容C以电流 进行充电假设电容器C初始电压为零若 为阶跃电压，则为积分时间常数）25现在学习的是第25页，共26页3、微分电路虚地解：26现在学习的是第26页，共26页