文档介绍：集成电路运算放大器
2 运算放大器
理想运算放大器
基本线性运放电路
同相输入和反相输入放大电
路的其他应用
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
集成运算放大器的内部结构框图
特点:电路对称性,提高整个电路的性能
若干级电压放大
带负载能力强,电流放大
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
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
特点:两个输入端(同相+、反相—),一个输出端,
单向
2. 运算放大器的电路模型
运算放大器的电路模型
通常(实际):
开环电压增益
Avo的≥105 (很高)
输入电阻
ri ≥ 106Ω(很大)
输出电阻
ro ≤100Ω(很小)
vO=Avo(vP-vN) ,当(V-< vO <V+)
注意输入输出的相位关系
2. 运算放大器的电路模型
当Avo(vP-vN) ≥V+ 时
vO= V+
当Avo(vP-vN) ≤ V-时
vO= V-
电压传输特性
vO= f (vP-vN)
线性范围内
vO=Avo(vP-vN)
Avo——斜率
end
非线性(饱和)范围内?
2. 运算放大器的电路模型
例:一运放 Avo= 2×105 ,ri = MΩ,电源电压V+ = +12 V, V- = -12 V.
(1)当vO=±Vom = ± 12 V时,输入电压的最小幅值vP-vN = ?
输入电流 ii = ?
(2)画出传输特性曲线
vO=f(vP-vN)
(1)线性范围内:
vP-vN = vO / Avo
= ± 12 V/( 2×105)
= ± 60 µv
ii =( vP-vN )/ ri = ± 60 µv/ MΩ= ± 100 pA
(2)传输特性曲线
vO=f(vP-vN)
理想运算放大器
1. vO的饱和极限值等于运放的电源电压V+和V-
2. 运放的开环电压增益很高ri≈∞ 若(vP-vN)>0 则 vO= +Vom=V+ (饱和) 若(vP-vN)<0 则 vO= –Vom=V- (饱和)
3. 若V-< vO <V+ (线性) 则(vP-vN)0 ,虚短
4. 输入电阻ri的阻值很高 使 iP≈ 0、iN≈ 0 ,虚断
5. 输出电阻很小, ro ≈ 0
理想:ri≈∞
ro≈0
Avo→∞
vO=Avo(vN-vP)
运放的简化电路模型
基本线性运放电路
同相放大电路
反相放大电路
线性运放电路:运放一定工作在线性范围(状态),电路通过接入负反馈来保证。
同相放大电路
(a)电路图(b)小信号电路模型
同相放大电路
1. 基本电路(同相含义?)
缺点:存在共模输入电压
同相放大电路
2. 负反馈的基本概念
开环
闭环
正、负反馈判断方法:
瞬时极性法
瞬时电位变化极性——某时刻电位的斜率
电路有 vo = Avo (vp-vn)
引入反馈后
vn 0,vp(vi)不变
→(vp-vn)↓
→ vo↓
使输出减小了,增益Av=vo/vi下降了,这时的反馈称为负反馈。
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。
反馈概念
反馈的分类:正、负反馈