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模电02运放.pdf

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2.1集成电路运算放大器 2.2理想运算放大器 2.3基本线性运放电路 2.4同相输入和反相输入放大电 路的其他应用 基本要求: 1利用“虚短”和“虚断”的概念，分析基本线性运算电路 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.1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 图2.1.1集成运算放大器的内部结构框图 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.1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 图2.1.2运算放大器的代表符号 （a）国家标准规定的符号（b）国内外常用符号 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.1集成电路运算放大器 2.运算放大器的电路模型 通常： .开环电压增益 的≥5（很高） Avo10 .输入电阻 ≥6（很大） ri10Ω .输出电阻 图2.1.3运算放大器的电路模型 ≤（很小） ro100Ω ＝－（＜＜） vOAvo(vPvN)V－vOV＋ 注意输入输出的相位关系 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.1集成电路运算放大器 2.运算放大器的电路模型 当－≥时 Avo(vPvN)V＋ ＝ vOV＋ 当－≤时 Avo(vPvN)V- ＝ vOV- 电压传输特性 ＝－ vOf(vPvN) 线性范围内 ＝－ vOAvo(vPvN) 斜率 Avo—— 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.2理想运算放大器 的饱和极限值等于运放 1.vO 的电源电压V＋和V－ 2.运放的开环电压增益很高 若（－）＞ vPvN0 则 vO=+Vom=V＋ 若（－）＜ vPvN0 则 vO=–Vom=V－ 若 3.V－<vO<V＋图2.2.1运放的简化电路模型 则（－）→理想： vPvN0ri≈∞ 输入电阻的阻值很高ro≈0 4.ri 使、Avo→∞ iP≈0iN≈0 ＝A(－) 输出电阻很小，vOvovPvN 5.ro≈0 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 2.3.1同相放大电路 1.基本电路 （a）电路图（b）小信号电路模型 图2.3.1同相放大电路 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 2.3.1同相放大电路 2.负反馈的基本概念 .开环 .闭环 .反馈：将放大电路输出量， 通过某种方式送回到输入回路 的过程。 .瞬时电位变化极性——某时刻电位的斜率 电路有＝－ voAvo(vpvn) ，不变→－↓→↓ 引入反馈后vn≠0vp(vi)(vpvn)vo 使输出减小了，增益＝/下降了，这时的反馈称为负反馈。 Avvovi 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 2.3.1同相放大电路 3.虚假短路 .图中输出通过负反馈的作用， 使vn自动地跟踪vp， 即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。 这种现象称为虚假短路，简称 虚短。 由于运放的输入电阻很大，所以，运放两输入端之间的 .ri ＝-＝－，这种现象称为虚断。 ipin(vpvn)/ri≈0 由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是 分析由运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 2.3.1同相放大电路 4.几项技术指标的近似计算 （）电压增益 1Av 根据虚短和虚断的概念有 ≈，＝-＝ vpvnipin0 所以 R1 vi=vp=vn=⋅vo R1+R2 R2 vo=(1+)⋅vi R1 voR2（可作为公式直接使用） Av==1+ viR1 （此电路又称同相比例运算放大电路） 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 2.3.1同相放大电路 4.几项技术指标的近似计算 （）输入电阻 2Ri 输入电阻定义 vi Ri= ii 根据虚短和虚断有 ＝，＝≈ vivpiiip0 所以vi Ri=→∞ ii （）输出电阻→ 3RoRo0 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 2.3.1同相放大电路 5.电压跟随器 根据虚短和虚断有 ＝≈＝ vovnvpvi vo（可作为公式直接使用） Av=≈1 vi •同相放大电路特点： •输入电阻大 ， •up=uν=uIuIC=ui，对KCMR的要求高 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础上页下页 2.3基本线性运放电路 电压跟随器的作用 无电压跟随器时 电压跟随器时 负载上得到的电压 ≈0，＝ ipvpvs RL vo=⋅vs根据虚短和虚断有 Rs+RL 1