清華大學(xué)電路原理-5課件

第5章含運(yùn)算放大器的電阻電路5.1運(yùn)算放大器和它的靜態(tài)特性5.2

含運(yùn)算放大器的電阻電路分析

本章重點(diǎn)

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?運(yùn)算放大器的靜態(tài)特性?含運(yùn)算放大器的電阻電路分析返回目錄5.1運(yùn)算放大器（OperationalAmplifier）和它的靜態(tài)特性12345678封裝的8腳運(yùn)放補(bǔ)償補(bǔ)償同向輸入反向輸入負(fù)電源正電源空輸出主要關(guān)心的端子：反相輸入、同相輸入、輸出、正電源、負(fù)電源1.端子3.運(yùn)算放大器的端電壓a：反相輸入端（invertinginput），輸入電壓u-。b：同相輸入端（noninvertinginput），輸入電壓u+。o：輸出端（output），輸出電壓uo。A：開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)（open-loopgain）。:公共端（接地端）。+__+u+u-o+_uoao+_udud_+A+b+_US+_USUsat-UsatUds-Udsuoud0①線性工作區(qū)|ud|

<Uds,則uo=Aud②正向飽和區(qū)③反向飽和區(qū)ud>Uds,則uo=Usatud<-

Uds,則uo=-Usat這里Uds是一個(gè)數(shù)值很小的電壓。當(dāng)Usat=13V

(Usat一般小于工作電源電壓）、A=105時(shí)，Uds=0.13mV。實(shí)際特性近似特性分三個(gè)區(qū)域討論ud=u+-u-運(yùn)算放大器的靜態(tài)特性：描述輸出電壓uo和輸入端電壓ud關(guān)系。4.運(yùn)算放大器的端電流oo_+A++_US+_USi+i-ioius+ius-i++i-+io+ius++ius-=05.電路模型Ri：運(yùn)算放大器兩輸入端間的輸入電阻，通常為106～1013。

Ro：運(yùn)算放大器的輸出電阻，通常為10～100。

+-A(u+-u-)RoRiu+u-+_ududu+u-uo_+A+在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下的理想化處理：①A∵uo為有限值，則ud=0,即u+=u-，兩個(gè)輸入端之間相當(dāng)于短路(虛短路)；②Ri

、Ro0,

i+=0,i-=0。即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開(kāi)路（虛開(kāi)路）。uoud0Usat-Usat理想運(yùn)放的靜態(tài)特性6.理想運(yùn)算放大器正向飽和區(qū)

ud>0反向飽和區(qū)

ud<0理想運(yùn)放的電路符號(hào)+_ududu+u-uo_++i+i-返回目錄5.2含運(yùn)算放大器的電阻電路分析1.反相比例器（invertingamplifier）R1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_uiRL運(yùn)放等效電路21+_uo_+A++_uiR1RfRL12以下分析中均假設(shè)運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)。

因A一般很大，上式分母中Gf（AGo-Gf）一項(xiàng)的值比（G1+Gi+Gf）（G1+Gi+Gf）要大得多。所以，后一項(xiàng)可忽略，得此近似結(jié)果可將運(yùn)放看作理想情況而得到。上式表明uo

/ui只取決于反饋電阻Rf與R1比值，負(fù)號(hào)表明uo和ui總是符號(hào)相反（反相比例器）。由理想運(yùn)放構(gòu)成的反相比例器：“虛短”：u+=u-

=0，i1=ui/R1i2=-uo

/Rf“虛斷”：i-=0，i+=0，i2=i1（1）當(dāng)R1和Rf

確定后，為使uo不超過(guò)飽和電壓（即保證工作在線性區(qū)），對(duì)ui有一定限制。（2）運(yùn)放不能工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)（極不穩(wěn)定，振蕩在飽和），一般工作在閉環(huán)狀態(tài)，輸出電壓由外電路決定。注意：+_uo_+++_uiR1RfRLi1i2i-u-u+2.加法器（summingamplifier）

若則實(shí)現(xiàn)了加法運(yùn)算+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3u1u2u3i1i2i3ifi++_+_+_4.減法器（differenceamplifier）

_++R1u1R1R2u+u-i-+_uo+_i+R2+_u2疊加計(jì)算：u1單獨(dú)作用：反相比例器_++R1u1R1R2u+u-i-+_+_i+R2u1、u2共同作用時(shí)u2單獨(dú)作用：同相比例電路_++R1R1R2u+u-i-+_i+R