電路分析第五章白

第五章含運(yùn)算放大器電阻電路重點(diǎn)

（1）理想運(yùn)算放大器的外部特性；（2）含理想運(yùn)算放大器的電阻電路分析；（3）熟悉一些典型的電路；

運(yùn)算放大器(operationalamplifier)是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早開始應(yīng)用于1940年，1960年后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降低了成本，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。5.1運(yùn)算放大器的電路模型1.簡介

應(yīng)用主要用于模擬計(jì)算機(jī)，可模擬加、減、積分等運(yùn)算，對(duì)電路進(jìn)行模擬分析。在信號(hào)處理、測量及波形產(chǎn)生方面也獲得廣泛應(yīng)用。

符號(hào)7654321+15V－15V8個(gè)管腳：2：反相輸入端3：同相輸入端4、7：電源端6：輸出端1、5：外接調(diào)零電位器單向放大+__+u+u-+_uoao+-ud_+A+b

電路符號(hào)a：反向輸入端，輸入電壓u－b：同向輸入端，輸入電壓

u+o：輸出端,輸出電壓

uo在電路符號(hào)圖中一般不畫出直流電源端，而只有a,b,o三端和接地端。其中參考方向如圖所示，每一點(diǎn)均為對(duì)地的電壓，在接地端未畫出時(shí)尤須注意。A：開環(huán)電壓放大倍數(shù)，可達(dá)十幾萬倍:公共端(接地端)在

a,b加電壓,得到a，b間電壓

ud=u+-u-，可得輸出uo和輸入ud之間的轉(zhuǎn)移特性曲線如下：分三個(gè)區(qū)域：①線性工作區(qū)：|ud|

<=Usat/A,則uo=Aud②正向飽和區(qū)：③反向飽和區(qū)：ud>則uo=Usatud<-

則uo=-Usat2.運(yùn)算放大器的靜特性是一個(gè)數(shù)值很小的電壓，例如Usat=13V,A=105，則=0.13mV。Usat-Usat-Uo/VUd/mVO實(shí)際特性近似特性au+u-uoo+_ud_+A+b3.電路模型輸入電阻輸出電阻當(dāng):u+=0,則uo=－Au－當(dāng):u－=0,則uo=Au＋

在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下的理想化處理：①

Auo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)；②

Ri

4.理想運(yùn)算放大器i+=0,i－=0。即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開路(虛斷路)。+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋－uo③

Ro

0_++5.2含運(yùn)算放大器的電路分析1.反相比例器運(yùn)放開環(huán)工作極不穩(wěn)定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在閉環(huán)狀態(tài)。R1RiR2Ro-Au-+_+_u1+_uo+_uiRL運(yùn)放等效電路②①+_uo_+A++_uiR1R2RL12用結(jié)點(diǎn)法分析：整理，得解得運(yùn)放等效電路uiR1RiR2Ro-Au-+_+_u-+_uo+_②①因A一般很大，上式分母中第二項(xiàng)的值比第一項(xiàng)要大得多。所以，第一項(xiàng)可忽略，得近似結(jié)果可將運(yùn)放看作理想情況而得到。表明uo/ui只取決于反饋電阻R2與R1比值，而與放大器本身的參數(shù)無關(guān)。負(fù)號(hào)表明uo和ui總是符號(hào)相反(反相比例器)。根據(jù)理想運(yùn)放的特性分析：(1)根據(jù)“虛短”：（2）根據(jù)“虛斷”：

當(dāng)

R1和R2

確定后，為使uo不超過飽和電壓(即保證工作在線性區(qū))，對(duì)ui有一定限制。注意i-=0，i2=i1+_uo_+++_uiR1R2RLi1i2u+u-2.正相比例器i+=i-=0u+=u-=uiuo=[(R1+R2)/R2]

ui

=(1+R1/R2)ui_++RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+(uo-u-)/R1=u-/R2根據(jù)“虛短”和“虛斷”結(jié)論（1）uo與ui同相（3）當(dāng)R2=，R1=0時(shí),uo=ui，為電壓跟隨器（2）輸入、輸出關(guān)系與運(yùn)放本身參數(shù)無關(guān)。3.電壓跟隨器特點(diǎn)：①輸入阻抗無窮大(虛斷)；②輸出阻抗為零；應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級(jí)電路的作用。③uo=ui。電路A電路B_+++_+_uiuo例可見，加入跟隨器后，隔離了前后兩級(jí)電路的相互影響。R2RLR1+_u2+_u1_+++_u1R1R2RL+_u2A電路4.加法器u-=u+=0i-=0+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui35.減法運(yùn)算+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2i1ifu-=u+i-=i+=0i1=if解得：+uo-_++_++②u0’例解+-uo+-uo+-ui+R1R6R4R5R3R2①③⑤④例+_uo_+