第2章集成运放特性精.ppt

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1、第2章集成运放特性第1页，本讲稿共50页2.1.1 放大电路放大电路(amplifier)的概念的概念2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的等效模型2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标2.1 2.1 放大电路基础放大电路基础第2页，本讲稿共50页2.1.1 放大电路的概念放大电路的概念 信号放大是对信号乘比例系数的运算，比例系数称为增益或信号放大是对信号乘比例系数的运算，比例系数称为增益或放大倍数。放大倍数。放大电路（放大器）是实现信号放大电路（放大器）是实现信号放大功能的电子电路。放大功能的电子电路。音音频频放大器放大器+V 扩扩音机放大音机放大电电路框路框图图 放大器

2、仅对输入信号按一定比例放大器仅对输入信号按一定比例(通常大于通常大于1)放大产生输出信放大产生输出信号，即输出信号不失真地放大复制输入信号。号，即输出信号不失真地放大复制输入信号。直流电源直流电源+V不直接产生输出电压。不直接产生输出电压。第3页，本讲稿共50页 放大器的实质是完成信号功率的放大，必须包含将直流放大器的实质是完成信号功率的放大，必须包含将直流电源功率转换为信号功率的电子元器件，称为有源元件。电源功率转换为信号功率的电子元器件，称为有源元件。由电路理论可知，有源元器件可以等效为受控电源。由电路理论可知，有源元器件可以等效为受控电源。对于输入输出信号而言，包括直对于输入输出信号而言

3、，包括直流电源在内的放大电路等效为含流电源在内的放大电路等效为含有受控源的电阻性二端口网络。有受控源的电阻性二端口网络。放大电路框图放大电路框图放大器放大器ViVo+-+iiioRSVS+-RLvS 信号源电压、信号源电压、RS内阻、内阻、RL 负载负载 2.1.1 放大电路的概念放大电路的概念第4页，本讲稿共50页放大电路的增益：放大电路的增益：根据信号的性质，增益分为：根据信号的性质，增益分为：1.电压增益：电压增益：（无量（无量纲纲）2.电流增益：电流增益：（无量（无量纲纲）3.互阻增益：互阻增益：4.互导增益：互导增益：（电电阻量阻量纲纲）（电导电导量量纲纲）5.功率增益：功率增益：对

4、于电阻性负载：对于电阻性负载：放大电路框图放大电路框图放大器放大器V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS S+-RL（无量（无量纲纲）end2.1.1 放大电路的概念放大电路的概念第5页，本讲稿共50页放大器放大器V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS S+-RL 电压电压放大模型放大模型V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS SRLRoRiA AVOVOV Vi i+-与放大电路的外特性等效的电路称为放大电路的与放大电路的外特性等效的电路称为放大电路的等效模型等效模型。2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的

5、等效模型1.电压放大模型电压放大模型含有受控源的电阻性二端口网络含有受控源的电阻性二端口网络 从输出端看：从输出端看：含独立源电阻含独立源电阻性电路等效为性电路等效为电阻电阻输出电输出电阻和电压源串阻和电压源串联。联。戴维宁定理戴维宁定理 从输入端看：从输入端看：无独立源电阻无独立源电阻性电路等效为性电路等效为电阻电阻输入电输入电阻。阻。开路电开路电压增益压增益第6页，本讲稿共50页 受控源受控源Avovi反映了放大电路的电压放大能力和功率放大能力，反映了放大电路的电压放大能力和功率放大能力，即即将直流电压源输出功率转换为信号功率的能力将直流电压源输出功率转换为信号功率的能力。输出电压：输出电

6、压：负载电压增益：负载电压增益：输入电压：输入电压：信号源电压增益：信号源电压增益：电压电压放大模型放大模型V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS SRLRoRiA AVOVOV Vi i+-输入电流：输入电流：2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的等效模型第7页，本讲稿共50页输出电阻越小、开路增益和输入电阻越大，则电压增益越大。输出电阻越小、开路增益和输入电阻越大，则电压增益越大。设计电压放大器时，总是希望其开路电压增益和输入电阻大设计电压放大器时，总是希望其开路电压增益和输入电阻大（Ri RS）、输出电阻很小（）、输出电阻很小（RoRL）。）。一个理想放大器

7、的输入电阻为无穷大、输出电阻为一个理想放大器的输入电阻为无穷大、输出电阻为0，等效，等效为一个理想的电压控制电压源。为一个理想的电压控制电压源。电压电压放大模型放大模型V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS SRLRoRiA AVOVOV Vi i+-2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的等效模型结结 论：论：第8页，本讲稿共50页为了增大电压增益，可用多个放大电路级联。为了增大电压增益，可用多个放大电路级联。Ro2Ri2A AVO2VO2V Vo1o1+V Vi iV Vo1o1+-+i ii ii io oRSV VS SRLRo1Ri1A AVO1VO1V

8、Vi i+-+V Vo o+2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的等效模型第9页，本讲稿共50页Ro2Ri2A AVO2VO2V Vo1o1+V Vi iV Vo1o1+-+i ii ii io oRSV VS SRLRo1Ri1A AVO1VO1V Vi i+-+V Vo o+结结 论论1）级联放大器的电压增益等于各个单级放大器的增益之积；级联放大器的电压增益等于各个单级放大器的增益之积；2）输入电阻等于第一级的输入电阻（输入电阻等于第一级的输入电阻（Ri=Ri1）；）；3）输出电阻等于最末级的输出电阻（输出电阻等于最末级的输出电阻（RO=Ro2）。）。2.1.2 放大电路的等效模型放大电

9、路的等效模型第10页，本讲稿共50页i iS SRLi ii ii io oRSRoRiA Ais isi ii i(2)电电流放大模型流放大模型(1)电压电压放大模型放大模型V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS SRLRoRiA AVOVOV Vi i+-对信号源或受控源进行等效变换，电压放大模型可等效变换对信号源或受控源进行等效变换，电压放大模型可等效变换为电流放大模型，互阻放大模型，互导放大模型。为电流放大模型，互阻放大模型，互导放大模型。开路电压增益：开路电压增益：短路电流增益：短路电流增益：2其他形式的等效模型其他形式的等效模型 输入电阻和输出电阻不变输

10、入电阻和输出电阻不变电压独立源电压独立源电流独立源电流独立源电压受控源电压受控源电流受控源电流受控源2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的等效模型第11页，本讲稿共50页(3)互阻放大模型互阻放大模型i iS SV Vo o-+i ii iRSRLRoRiA Aroi ii i+(1)电压电压放大模型放大模型V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS SRLRoRiA AVOVOV Vi i+-开路电压增益：开路电压增益：开路互阻增益：开路互阻增益：输入电阻和输出电阻不变输入电阻和输出电阻不变电压独立源电压独立源电流独立源电流独立源2.1.2 放大电路的等效模型放大电

11、路的等效模型第12页，本讲稿共50页(4)互互导导放大模型放大模型RLV Vi i+-i io oRSV VS SRiRoA Agsgsv vi i+(1)电压电压放大模型放大模型V Vi iV Vo o+-+i ii ii io oRSV VS SRLRoRiA AVOVOV Vi i+-开路电压增益：开路电压增益：短路互导增益：短路互导增益：输入电阻和输出电阻不变输入电阻和输出电阻不变电压受控源电压受控源电流受控源电流受控源 4种放大模型可以互相等效变换，所以，可采用任何一种模型种放大模型可以互相等效变换，所以，可采用任何一种模型表示实际放大器。无特别声明，通常采用电压模型。表示实际放大器

12、。无特别声明，通常采用电压模型。end2.1.2 放大电路的等效模型放大电路的等效模型第13页，本讲稿共50页2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 主要的性能指标是输入电阻，输出电阻，增益，通频带宽，非主要的性能指标是输入电阻，输出电阻，增益，通频带宽，非线性失真系数，最大不失真输出幅度，最大输出功率和效率等。线性失真系数，最大不失真输出幅度，最大输出功率和效率等。1.输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻略。略。2.增益增益(Gain)对于无量纲的增益，可用分贝表示。对于无量纲的增益，可用分贝表示。对数运算将乘法转换成加法，故多级放大器的增益分贝数等对数运算将乘法转换成加法

13、，故多级放大器的增益分贝数等于各单级增益分贝数之和。于各单级增益分贝数之和。第14页，本讲稿共50页(b)实际实际放大器的放大器的频频率特性率特性of有用信号有用信号频频段段AV V(a)理想放大器的理想放大器的频频率特性率特性3通频带宽（通频带宽（BW，bandwidth）已知工程实际问题的有用信号通常是频谱有限的。例如，音频已知工程实际问题的有用信号通常是频谱有限的。例如，音频信号的频率范围为信号的频率范围为20Hz,20kHz，带宽近似为，带宽近似为20kHz。实际放大器的增益频率特性不能突变。实际放大器的增益频率特性不能突变。高频区高频区低频区低频区of有用信号有用信号频频段段通通频带

14、频带AV VfLfH0.707AV V中频区中频区中频增益增益中频增益增益2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标第15页，本讲稿共50页 有用信号频段的增益称为中频增益增益（有用信号频段的增益称为中频增益增益（Av），使增益下降为），使增益下降为中频增益的中频增益的0.707倍所对应的频率称为截止频率或倍所对应的频率称为截止频率或3dB频率。频率。fL-下限截止频率下限截止频率fH 上限截止频率上限截止频率of有用信号有用信号频频段段AV VfLfH0.707AV V(b)实际实际放大器的放大器的频频率特性率特性of有用信号有用信号频频段段AV V(a)理想放大器的理想放大器

15、的频频率特性率特性2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标3通频带宽（通频带宽（BW，bandwidth）第16页，本讲稿共50页(a)幅度失真幅度失真(b)相位失真：相位失真：当信号频段与放大器的中频区不相同时，将引起输出信号当信号频段与放大器的中频区不相同时，将引起输出信号失真，称为频率失真。失真，称为频率失真。失真是指输入输出波形不同。失真是指输入输出波形不同。输出波形与输入输出波形与输入波形不同波形不同ofAV VfLfH0.707AV V中频区中频区2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4线性失

16、真线性失真Nonlinear distortion第17页，本讲稿共50页o 理想放大器的理想放大器的传输传输特性特性o 实际实际放大器的放大器的传输传输特性特性 放大电路的输出量随输入量变化的关系曲线称为放大电路的输出量随输入量变化的关系曲线称为传输特性传输特性。5非线性失真非线性失真nonlinear distortion 实际放大器由非线性的有源元件等组成非线性电路，传输特性实际放大器由非线性的有源元件等组成非线性电路，传输特性不是直线。不是直线。非线性的传输特性通常引起失真。非线性的传输特性通常引起失真。2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标第18页，本讲稿共50页o

17、oo a.虚线输入信号在特性的线性区，虚线输入信号在特性的线性区，输出不失真输出不失真。b.实线输入信号超出特性实线输入信号超出特性的线性区，输出失真。的线性区，输出失真。失真的输出信号包含基失真的输出信号包含基波和高次谐波。波和高次谐波。非线性失真系数：非线性失真系数：2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标5非线性失真非线性失真nonlinear distortion第19页，本讲稿共50页ooo6最大不失真输出电压幅度最大不失真输出电压幅度 定义：在负载容许的定义：在负载容许的非线性失真系数的条件下，非线性失真系数的条件下，当输入电压再增大就会使当输入电压再增大就会使输出

18、电压产生非线性失真输出电压产生非线性失真时的输出电压幅度。时的输出电压幅度。2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标第20页，本讲稿共50页 最大输出功率（最大输出功率（Pom）：在容许的非线性失真系数的条件下，）：在容许的非线性失真系数的条件下，负载能够获得的最大平均信号功率。负载能够获得的最大平均信号功率。通常，它与最大不失真输出电压幅度的平方成正比。通常，它与最大不失真输出电压幅度的平方成正比。7最大输出功率和效率最大输出功率和效率 输出功率源于直流电源发出的平均功率（输出功率源于直流电源发出的平均功率（Pv）。）。效率：最大输出功率与直流电源发出的平均功率之比的百分效率

19、：最大输出功率与直流电源发出的平均功率之比的百分值，即值，即end2.1.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标第21页，本讲稿共50页2.2 集成运算放大器的基本概念集成运算放大器的基本概念 集成运算放大器简称为运算放大集成运算放大器简称为运算放大器（器（Operational Amplifier）或运放）或运放（OP），是一种特殊类型的高增益），是一种特殊类型的高增益集成电路放大器。集成电路放大器。1运算放大器的开环电路运算放大器的开环电路open loop 运算放大器可以组成信号处理电路，运算放大器可以组成信号处理电路，实现各种运算，如放大、实现各种运算，如放大、加、减、积分和

20、微分等运算加、减、积分和微分等运算。运放运放LM741的的封装图封装图 运放的内部电路主要由半导体元件和电阻元件组成，通运放的内部电路主要由半导体元件和电阻元件组成，通常不包含电抗元件，全部元件集成制造在尺寸很小的硅芯片常不包含电抗元件，全部元件集成制造在尺寸很小的硅芯片上，封装后形成电子器件。上，封装后形成电子器件。本节仅介绍运算放大器的外特性，其内部电路见第本节仅介绍运算放大器的外特性，其内部电路见第9章。章。2.2 集成运算放大器的基本概念集成运算放大器的基本概念第22页，本讲稿共50页RP +VEEVCCRLRN电路符号电路符号运算放大器运算放大器同相输入端同相输入端反相输入端反相输入

21、端输出端输出端正、负电源端正、负电源端电位参考节点电位参考节点输输入入信信号号简化的电路简化的电路+开环：开环：信号仅从输入信号仅从输入端传递到输出端。端传递到输出端。2.2 集成运算放大器的基本概念集成运算放大器的基本概念1运算放大器的开环电路运算放大器的开环电路open loop+RLRNRP 第23页，本讲稿共50页2差模信号差模信号differential mode和共模信号和共模信号common mode任意输入信号可分解为差模信号和共模信号：任意输入信号可分解为差模信号和共模信号：共模共模抑制比抑制比2.2 集成运算放大器的基本概念集成运算放大器的基本概念2.2 集成运算放大器的基

22、本概念集成运算放大器的基本概念+第24页，本讲稿共50页差模信号是有用信号，需要增强；差模信号是有用信号，需要增强；共模信号则是无用信号或误差信号，应该抑制。共模信号则是无用信号或误差信号，应该抑制。end2差模信号差模信号differential mode和共模信号和共模信号common mode2.2 集成运算放大器的基本概念集成运算放大器的基本概念 运算放大器的差模增益很大，通常可达运算放大器的差模增益很大，通常可达104（80dB）以上以上;而共模增益却很小，因此共模抑制比很大，通常可而共模增益却很小，因此共模抑制比很大，通常可达达103（60dB）以上。）以上。+第25页，本讲稿共5

23、0页2.3 运算放大器的开环传输特性运算放大器的开环传输特性 运算放大器的输出电压与差模输入电压的函数关系称为开环传运算放大器的输出电压与差模输入电压的函数关系称为开环传输特性。双电源（输特性。双电源（VCC，-VEE）运算放大器的开环传输特性：）运算放大器的开环传输特性：整体非线性整体非线性局部线性局部线性饱和饱和(saturate)电压电压VOsat+、VOsat-最大差模输入电压最大差模输入电压vidmax、-vidmax线性区边界输入差模电压线性区边界输入差模电压VidlVidmax-VidmaxVOsat+VOsat-Vidl-Vidl单电源的开环传输特性如何？单电源的开环传输特性如

24、何？第26页，本讲稿共50页Vidmax-VidmaxVOsat+VOsat-Vidl-Vidl2.3 运算放大器的开环传输特性运算放大器的开环传输特性局部线性局部线性线性区：线性区：线性范围：线性范围：饱和区：饱和区：第27页，本讲稿共50页 线性区边界输入差模电压线性区边界输入差模电压Vidl、最大差模输入电压、最大差模输入电压Vidmax、饱和电压、饱和电压VOsat+和和VOsat-与运算放大器的特性和电与运算放大器的特性和电源电压有关。源电压有关。2.3 运算放大器的开环传输特性运算放大器的开环传输特性 例如，运算放大器例如，运算放大器LM741通常作用的电源电压为通常作用的电源电压

25、为15V，开环差模电压增益为，开环差模电压增益为105。其其VOsat+15V，VOsat-15V，Vidmax=13V，Vidl=0.15mV。实际高增益运算放大器的线性区很窄，因此开环工实际高增益运算放大器的线性区很窄，因此开环工作通常处于饱和区（非线性区）。作通常处于饱和区（非线性区）。第28页，本讲稿共50页理想的开环特性曲线理想的开环特性曲线Vidmax-VidmaxVOsat+VOsat-o 具有理想开环特性的运放称为理想运放。具有理想开环特性的运放称为理想运放。理想运放的开环增益、带宽和输入电阻是无穷大，输出电理想运放的开环增益、带宽和输入电阻是无穷大，输出电阻为阻为0，VOsa

26、t+=-VOsat-=VCC。end2.3 运算放大器的开环传输特性运算放大器的开环传输特性第29页，本讲稿共50页2.4.1 运算放大器的交流线性模型运算放大器的交流线性模型*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响2.4.3 运算放大器的开环增益频率特性运算放大器的开环增益频率特性2.4 运算放大器的线性模型运算放大器的线性模型第30页，本讲稿共50页2.4.1 运算放大器的交流线性模型运算放大器的交流线性模型Rid2Ric2RicRo+-+RL+RL当当输输入信号很小（入信号很小（）时时，运算放大器工作在，运算放大器工作在线线性区。性区。应用叠加原理应用叠加原理 因此，应用戴维

27、宁定理，可以构造出运算放大器的线性模型因此，应用戴维宁定理，可以构造出运算放大器的线性模型（小信号模型），即线性等效电路，（小信号模型），即线性等效电路，第31页，本讲稿共50页Rid2Ric2RicRo+-+RLii2.4.1 运算放大器的交流线性模型运算放大器的交流线性模型第32页，本讲稿共50页Rid2Ric2RicRo+-+RL输出电压为输出电压为定义共模抑制比为定义共模抑制比为实际实际运算放大器的开运算放大器的开环电压环电压增益增益和共模抑和共模抑制比是在规定负载的制比是在规定负载的情况下测得的。情况下测得的。2.4.1 运算放大器的交流线性模型运算放大器的交流线性模型第33页，本讲

28、稿共50页 通常，开通常，开环电压环电压增益可达增益可达104（80dB）以上，共模抑制比可达）以上，共模抑制比可达103（60dB）以上。）以上。差模信号和共模信号是同一数量差模信号和共模信号是同一数量级级的量。的量。实际实际运算放大器的运算放大器的输输出出电压电压主要取决于差模主要取决于差模输输入信号和开入信号和开环环差模差模电压电压增益。增益。Rid2Ric2RicRo+-+RL运放的运放的简简化小信号模型化小信号模型RidRo+-+有用信号：差模信号有用信号：差模信号 误差信号：共模信号误差信号：共模信号误差项误差项2.4.1 运算放大器的交流线性模型运算放大器的交流线性模型第34页，

29、本讲稿共50页运放的运放的简简化小信号模型化小信号模型RidRo+-+2.4.1 运算放大器的交流线性模型运算放大器的交流线性模型+RL以后采用的交流线性模型以后采用的交流线性模型第35页，本讲稿共50页*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响+-VEEVCCRLRNRP 在直流电源作用下，实际运算放大器的输出电压不为零，在直流电源作用下，实际运算放大器的输出电压不为零，其值称为输出失调电压其值称为输出失调电压VOO（是直流分量）。（是直流分量）。理想情况下，要求输出电压也为理想情况下，要求输出电压也为0。Voo的大小是由运算放的大小是由运算放大器的内部电路和外部电路大器的内部电路

30、和外部电路引起的。引起的。第36页，本讲稿共50页 通常将直流电压源对输出电压的影响等效为对输入信号的影响，通常将直流电压源对输出电压的影响等效为对输入信号的影响，然后，利用交流等效电路计算输出失调电压。然后，利用交流等效电路计算输出失调电压。1运算放大器内部电路的影响运算放大器内部电路的影响 由于运放内部电路的结构不理想由于运放内部电路的结构不理想,产生输出失调电压产生输出失调电压Voo。称为输入失调电压称为输入失调电压+-VEEVCCRLRNRP*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第37页，本讲稿共50页2运算放大器外部电路的影响运算放大器外部电路的影响 +-VEEVCCR

31、LRNRP IBPIBN电源在输入端产生偏置电流。电源在输入端产生偏置电流。定义：定义：输入偏置电流输入偏置电流输入失调电流输入失调电流假设假设*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第38页，本讲稿共50页由电路，由电路，共模电压分量共模电压分量差模电压分量差模电压分量偏置电流在外部电阻上引起差模电压和共模电压。偏置电流在外部电阻上引起差模电压和共模电压。+-VEEVCCRLRNRP IBPIBN*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第39页，本讲稿共50页3考虑直流电源影响的线性模型考虑直流电源影响的线性模型 考虑对输出电压的最坏影响，电源在输入端引起的最大差模考

32、虑对输出电压的最坏影响，电源在输入端引起的最大差模电压为（差模电压绝对值相加）：电压为（差模电压绝对值相加）：最大共模电压为（共模电压绝对值相加）：最大共模电压为（共模电压绝对值相加）：运算放大器完整的运算放大器完整的线线性模型性模型Rid2RicRo+-+RLVID/2VICVICVID/2外部电阻引起的输入失调电压外部电阻引起的输入失调电压内部引起的输入失调电压内部引起的输入失调电压外部电阻引起的输入共模电压外部电阻引起的输入共模电压*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第40页，本讲稿共50页运算放大器完整的运算放大器完整的线线性模型性模型Rid2RicRo+-+RLVID

33、/2VICVICVID/2由叠加原理，输出电压为：由叠加原理，输出电压为：信号信号电源电源输输入入误误差差电电压压和和输输出出误误差差电压电压主要主要是是 和和VID引起的。引起的。*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第41页，本讲稿共50页运算放大器完整的运算放大器完整的线线性模型性模型Rid2RicRo+-+RLVID/2VICVICVID/2输输入入误误差差电电压压和和输输出出误误差差电压电压主要主要是是 和和VID引起的。引起的。Rid2RicRo+-+RLVID/2VID/2小信号误差模型小信号误差模型*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第42页，本讲

34、稿共50页运算放大器的模型选择运算放大器的模型选择进行信号分析时，选择小信号模型：进行信号分析时，选择小信号模型：RidRo+-+进行误差分析时，选择小信号误差模型，并令信号为零：进行误差分析时，选择小信号误差模型，并令信号为零：Rid2RicRo+-+RLVID/2VID/2end*2.4.2直流电源和温度的影响直流电源和温度的影响第43页，本讲稿共50页绘制方法：绘制方法：（1）频率轴（横轴）采用对）频率轴（横轴）采用对数坐标，增益轴（纵轴）采用分数坐标，增益轴（纵轴）采用分贝坐标；贝坐标；（2）在远离截止频率的频率）在远离截止频率的频率范围，用渐近线表示真实频率特范围，用渐近线表示真实频

35、率特性；性；（3）在截止频率附近（左右）在截止频率附近（左右10倍频程），作适当修正。倍频程），作适当修正。由于频率范围宽广，放大器的频率特性通常用波特图描述。由于频率范围宽广，放大器的频率特性通常用波特图描述。在定性讨论频率特性时，第在定性讨论频率特性时，第3步通常省略。步通常省略。2.4.3 运算放大器的开环增益频率特性运算放大器的开环增益频率特性of dB2040608010 10210310410510710-1波特图描述的频率特性波特图描述的频率特性fHfT1第44页，本讲稿共50页2.4.3 运算放大器的开环增益频率特性运算放大器的开环增益频率特性 电子等带电粒子在半导体元件中移动

36、形成电流时具有一定的电子等带电粒子在半导体元件中移动形成电流时具有一定的电荷积累效应，这种效应可用皮法（电荷积累效应，这种效应可用皮法（10-12F）级的电容元件模拟。）级的电容元件模拟。当信号频率很小时，可以不考当信号频率很小时，可以不考虑分布电容对增益的影响。虑分布电容对增益的影响。-20dB/10倍频程倍频程of dB2040608010 10210310410510710-1运算放大器的开环增益频率特性运算放大器的开环增益频率特性fHfT1fH-截止频率或截止频率或3dB频率频率fT-单位增益频率或特征频率。单位增益频率或特征频率。f fH 但是，当信号频率足够大时，但是，当信号频率足

37、够大时，分布电容将使增益随频率增大而减分布电容将使增益随频率增大而减小。小。第45页，本讲稿共50页当当f fH时，时，当当f=fH时，时，2.4.3 运算放大器的开环增益频率特性运算放大器的开环增益频率特性-20dB/10倍频程倍频程of dB2040608010 10210310410510710-1运算放大器的开环增益频率特性运算放大器的开环增益频率特性fHfT1f fH f fH 当当f=fT时，时，在单位增益频率范围内，大多在单位增益频率范围内，大多数运算放大器增益可表示为数运算放大器增益可表示为 第46页，本讲稿共50页2.5 运算放大器的非线性模型运算放大器的非线性模型当当输输入

38、信号入信号较较大（大（)时时,运算放大器工作在运算放大器工作在饱饱和区和区。由运放的传输特性可知由运放的传输特性可知,VCC=VEE VOsat+=-VOsat-=VCC通常，对运算放大器施加对称的正电源和负电源，即通常，对运算放大器施加对称的正电源和负电源，即Vidmax-VidmaxVOsat+VOsat-Vidl-Vidl第47页，本讲稿共50页+-VEEVCC运算放大器的非运算放大器的非线线性模型性模型+2.5 运算放大器的非线性模型运算放大器的非线性模型定义符号函数：定义符号函数：第48页，本讲稿共50页符符 号号 名名 称称文文 字字国标图国标图 形形符号符号电电 阻阻R电电 感感L电电 容容C电电 源源电压源电压源E电流源电流源IS美标美标图形符号图形符号第49页，本讲稿共50页 小小写写字字母母、大大写写下下标标表表示示总总量量（含含交交、直直流）。如，流）。如，vCE、iB等。等。大大写写字字母母、大大写写下下标标表表示示直直流流量量。如如，VCE、IC等。等。小小写写字字母母、小小写写下下标标表表示示纯纯交交流流量量。如如，vce、ib等。等。上上方方有有圆圆点点的的大大写写字字母母、小小写写下下标标表表示示相相量。如，量。如，、等。等。书中有关符号的约定书中有关符号的约定第50页，本讲稿共50页