电子技术基础(模拟部分)第五版第2章.ppt

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1、2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器2 2 运算放大器运算放大器2.2 理想运算放大器理想运算放大器2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大电同相输入和反相输入放大电 路的其他应用路的其他应用12.1 集成电路运算放大器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集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图集成运算放大器的内部结构框图特点：电路特点：电路对称性，提对称性，提高整个电路高整个电路的性能的性能若干级电若干级电压放大压放大带负载能力带负载能力强，电流放强，电流放大大22.1 集成电路运算放大器集成电路运算

2、放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.2 运算放大器的代表符号运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号）国内外常用符号特点：两个输入端（同相特点：两个输入端（同相+、反相、反相），一个输出端，），一个输出端，单向单向32.运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型图图2.1.3 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型通常（实际）：通常（实际）：开环电压增益开环电压增益 Avo的的105（很高）（很高）输入电阻输入电阻 ri 106（很大）（很大）输出电阻输出电阻 ro 100（很小）（很小）vOAvo

3、(vPvN)，当（，当（V vO V）注意输入输出的相位关系注意输入输出的相位关系42.运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型当当Avo(vPvN)V 时 vO V 当当Avo(vPvN)V-时 vO V-电压传输特性电压传输特性 vO f(vPvN)线性范围内线性范围内 vOAvo(vPvN)Avo斜率斜率end非线性（饱和）范围内？非线性（饱和）范围内？52.运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型例：一运放例：一运放 Avo=2105,ri=0.6 M，电源电压电源电压V+=+12 V,V-=-12 V.(1)当当vOVom=12 V时，输入电压时，输入电压的最小幅值的最小幅值vPvN

4、 =？输入电流输入电流 ii =？(2)画出传输特性曲线画出传输特性曲线vOf(vPvN)(1)线性范围内线性范围内:vPvN vO/Avo 12 V/(2105)60 vii(vPvN)/ri 60 v/0.6 M 100 pA(2)传输特性曲线传输特性曲线vOf(vPvN)62.2 理想运算放大器理想运算放大器1.vO的的饱和极限值饱和极限值等于运放等于运放的电源电压的电源电压V和和V 2.运放的运放的开环开环电压增益很高电压增益很高ri 若（若（vPvN）0 则则 vO=+Vom=V(饱和饱和)若（若（vPvN）0 则则 vO=Vom=V(饱和饱和)3.若若V vO R3时，时，（1）证

5、明）证明VS(R1R3/R2)IM 解解:（1）根据虚断有）根据虚断有 II=0所以所以 I2=IS=VS/R1 例直流毫伏表电路例直流毫伏表电路（2）R1R2150 k，R31 k，输入信号电压输入信号电压VS100mV时，通过时，通过毫伏表的最大电流毫伏表的最大电流IM(max)？又又根据虚短有根据虚短有 VP=VN=0R2和和R3相当于并联，所以相当于并联，所以 I2R2=(I2-IM)R3所以所以当当R2 R3时，时，VS(R1R3/R2)IM（2）代入数据计算即可）代入数据计算即可IM(max)=100 A电流表指针偏移刻度与流过电流成正比192.4 同相输入和反相输入同相输入和反相

6、输入放大电路的其他应用放大电路的其他应用2.4.1 求差电路求差电路2.4.2 仪用放大器仪用放大器2.4.3 求和电路求和电路2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路推导输出输入关系方法：推导输出输入关系方法：虚短、虚断虚短、虚断电压、电流关系电压、电流关系202.4.1 求差电路求差电路 从从结结构构上上看看，它它是是反反相相输输入入和和同同相相输输入入相相结结合合的的放放大电路。大电路。当当则则若继续有若继续有则则 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和n n、p p点的点的KCLKCL(基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律)得：得：212.4.1 求差电路求差电路从放大器角度看从放大器角度

7、看时，时，增益为增益为（该电路也称为差分电路或减法电路）（该电路也称为差分电路或减法电路）缺点：输入电阻小？缺点：输入电阻小？对对vi2，R2+R3;对对vi1，R1；对对vi2-vi1，R2+R1222.4.1 求差电路求差电路一种高输入电阻一种高输入电阻的差分电路的差分电路232.4.1 求差电路求差电路另另一一种种高高输输入入电电阻的差分电路阻的差分电路242.4.2 仪用放大器仪用放大器252.4.2 仪用放大器仪用放大器262.4.2 仪用放大器仪用放大器输入电阻？输入电阻？输出电阻？输出电阻？272.4.3 求和电路求和电路 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和n n点点的的KCLKCL

8、得：得：若若则有则有（该电路也称为加法电路）（该电路也称为加法电路）282.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路1.积分电路积分电路式中，负号表示式中，负号表示vO与与vI在相位上是相反的。在相位上是相反的。根据根据“虚短虚短”得，得，根据根据“虚断虚断”得，得，因此因此电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则（积分运算）（积分运算）292.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路当当vI I为阶跃电压时，有为阶跃电压时，有vO与与 t 成线性关系成线性关系1.积分电路积分电路302.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路2.微分电路微分电路31因此：32当VI为阶跃信号时，电流如(b)所示，考虑到信号源存在内阻，t=0是，输出电压为有限值。33第一章作业：第一章作业：1.2.1(3)，(4)；1.4.1(3)，(4)；1.5.6。第二章作业：第二章作业：