_理想运算放大器(精品).ppt

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1、7-1 理想运算放大器理想运算放大器一、理想运放的技术指标一、理想运放的技术指标二、集成运放的传输特性二、集成运放的传输特性三、理想运放工作在线性区的特点三、理想运放工作在线性区的特点四、理想运放工作在非线性区的特点四、理想运放工作在非线性区的特点集成运放的构成与符号集成运放的构成与符号若将集成运放看成若将集成运放看成一个黑盒子，则可一个黑盒子，则可等效为一个双端输等效为一个双端输入单端输出的高性入单端输出的高性能差分放大电路。能差分放大电路。输输入入级级中中间级间级输输出出级级偏置偏置电电路路u+u-uO2 2、电路符号、电路符号+-u+u-uOA同相输入端同相输入端反相输入端反相输入端同相

2、输入端：信号从该端输入时，输出与输入同相。同相输入端：信号从该端输入时，输出与输入同相。反相输入端：信号从该端输入时，输出与输入反相。反相输入端：信号从该端输入时，输出与输入反相。+-u+u-uOA1、集成运放的一般构成（通用型）集成运放的一般构成（通用型）集成运放的特性指标集成运放的特性指标指标参数指标参数741典型值典型值理想值理想值开环差模增益开环差模增益Aod:106dB 差模输入电阻差模输入电阻rid:2M 差模输出电阻差模输出电阻ro:100 0共模抑制比共模抑制比KCMR：90dB 输入失调电压输入失调电压UIO:1mV0uIO的温漂的温漂dUIO/dTV/C0输入失调电流输入失

3、调电流IIO:20nA0IIO的温漂的温漂dIIO/dT:nA/C0最大共模输入电压：最大共模输入电压：13V最大差模输入电压：最大差模输入电压：30V3dB带宽：带宽：10Hz 转换速率：转换速率：0.5V/s一、一、理想运放的技术指标理想运放的技术指标理想运放理想运放将各项技术指标理想化的集成运放。将各项技术指标理想化的集成运放。开环差模电压增益：开环差模电压增益：差差 模模 输输 入入 电电 阻：阻：输输 出出 电电 阻：阻：共共 模模 抑抑 制制 比：比：AOdridrOKCMRIIBIIOUIOBW零点漂移零点漂移 0 000 0uOu+-u-0UOHUOL二、二、集成运放的电压传输

4、特性集成运放的电压传输特性线性线性区区非线非线性区性区非线非线性区性区1 1、线性区、线性区当差模输入信号较小时，输当差模输入信号较小时，输出与输入是线性的关系。出与输入是线性的关系。由于运放的开环差模电压增由于运放的开环差模电压增益很高，所以线性范围很小，益很高，所以线性范围很小，一般不超过一般不超过0.1mV.2 2、非线性区、非线性区若差模输入信号过大，超出其线性范围时，会导致运放内若差模输入信号过大，超出其线性范围时，会导致运放内部的某些晶体管饱和或截止，此时运放的输出电压只有两部的某些晶体管饱和或截止，此时运放的输出电压只有两种情况，要么为正向饱和值，要么为负向饱和值。种情况，要么为

5、正向饱和值，要么为负向饱和值。三、三、理想运放工作在线性区时的特点理想运放工作在线性区时的特点因理想运放因理想运放AOd=；运放工作在线性区时：运放工作在线性区时：+-u+u-uO1 1、理想运放的差模输入电压等于零、理想运放的差模输入电压等于零“虚虚短短”运放的两输入端电位相等，如同将两点短路一样，运放的两输入端电位相等，如同将两点短路一样，但实际上并未真正被短路，将这种现象称为但实际上并未真正被短路，将这种现象称为“虚短虚短”。实际运放实际运放AOd越大，将输入端视为越大，将输入端视为“虚短虚短”带来的带来的误差越小。误差越小。由于理想运放由于理想运放rid=，因此两输入端均没有电流。因此

6、两输入端均没有电流。2 2、理想运放的输入电流等于零、理想运放的输入电流等于零“虚断虚断”运放的输入电流等于运放的输入电流等于0，如同将两点断开，但实际上，如同将两点断开，但实际上并未真正被断开，将这种现象称为并未真正被断开，将这种现象称为“虚断虚断”。实际运放实际运放rid越大，将输入端视为越大，将输入端视为“虚断虚断”带来的误差带来的误差越小。越小。“虚短虚短”和和“虚断虚断”是理想运放工作在线性区时的两是理想运放工作在线性区时的两个重要结论，常作为分析运放应用电路的出发点，必个重要结论，常作为分析运放应用电路的出发点，必须牢牢掌握。须牢牢掌握。+-u+u-uOi+i-四、四、理想运放工作

7、在非线性区时的特点理想运放工作在非线性区时的特点1 1、输出电压的值只有两种可能：、输出电压的值只有两种可能：或等于正向饱和值；或等于负向或等于正向饱和值；或等于负向饱和值。饱和值。uOu+-u-0UOHUOL非线非线性区性区非线非线性区性区理想特性理想特性注意：注意：运放工作在非线性区时，运放工作在非线性区时，差模输入电压可以较大，所以差模输入电压可以较大，所以“虚短虚短”现象不复存现象不复存在。在。2 2、理想运放的输入电流等于零、理想运放的输入电流等于零“虚断虚断”理想运放理想运放rid=，时，发生状态的转换。时，发生状态的转换。实实际际运运放放 Aod ，当当 uP 与与 uN差差值值

8、比比较较小小时时，仍有仍有 Aod(u+-u-)，运放工作在线性区。运放工作在线性区。例例如如：F007 的的 UoM=14 V，Aod 2 105，线线性性区区内输入电压范围内输入电压范围uOu+-u-O实际特性实际特性非线性区非线性区非线性区非线性区线性区线性区但但线性区范围很小。线性区范围很小。注意问题注意问题理想运放工作在线性区和非线性区时，各有不同的特点。理想运放工作在线性区和非线性区时，各有不同的特点。在分析运放的各种应用电路时，首先必须判断其中的在分析运放的各种应用电路时，首先必须判断其中的运放工作在哪个区域。运放工作在哪个区域。线性区：虚短、虚断线性区：虚短、虚断非线性区：有虚断无虚短；输出为正向（负向）饱和非线性区：有虚断无虚短；输出为正向（负向）饱和值。值。线性区：线性区：非线性区：非线性区：必须要在电路中引入深度负反馈。必须要在电路中引入深度负反馈。运放工作在开环状态。运放工作在开环状态。