大二上答案電工學(xué)第十章

第10章集成運(yùn)算放大器10－1

差分放大電路10－2

集成運(yùn)算放大器概述10－3

理想運(yùn)算放大器10－4

運(yùn)算放大器的輸入方式10－5

運(yùn)算放大器的應(yīng)用10－6

含理想運(yùn)算放大器的電路分析10－1差分放大電路uot0u=0時(shí)：i+UCCRC2T2uouiRC1R1T1直接耦合放大電路uot0T1T2C1+UCCC2RC1RB1RC2RB2RPRE-+UEE+uo

-+-ui1+-ui2差分放大電路調(diào)零電位器發(fā)射極公共電阻一、工作原理靜態(tài)分析T1RBT2RBIBIBuoICICREIERp+UCC-UEEui1=ui2

=0，兩管集電極靜態(tài)值uc1=uc2，輸出電壓uo=0。當(dāng)T(℃)變化，ΔIC1=ΔIC2，ΔUC1=ΔUC2。所以ΔUO=ΔUC1－ΔUC2=0，即輸出電壓沒有溫漂。動(dòng)態(tài)分析輸入信號(hào)共模輸入信號(hào):ui1與ui2大小相等，極性相同差模輸入信號(hào)：ui1與ui2大小相等，極性相反任意輸入信號(hào)：ui1與ui2大小任意，極性任意））共模輸入信號(hào)（Common

mode差分放大電路對(duì)共模輸入信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Auc

0差分放大電路具有很好的抑止共模輸入信號(hào)的能力。差模輸入信號(hào)（Differential

mode差分放大電路對(duì)差模輸入信號(hào)的電壓放大倍數(shù)與單管相同。Ui1

Ui

2

UiUC1

UC

2

UCiudAUi1

Ui

2

U

UC1

UC

2

UC3.任意輸入信號(hào)對(duì)于任意輸入信號(hào)可分解成差模與共模輸入的組合。u -

u2u

=

u +

u

i1

i2C差模分量:ud

=

i1

i2

2共模分量:分解任意輸入:ui1、ui2ui1=

uC

+

udui2=

uC

-

ud共模抑制比（Common-Mode

Rejection

Ratio)CMR=

Aud

Auc定義：KK

=

20lgCMRAuc

Aud

(dB)二、輸入輸出方式ui1ui2雙入雙出uo1

ui1uo2

ui2uo1雙入單出ui1uo1uo2單入雙出ui1uo1單入單出10－2集成運(yùn)算放大器概述中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路uou輸入級(jí)i一、集成運(yùn)算放大器的組成-＋u－u+uo＋

＋u－u+uo-

A0運(yùn)放符號(hào)雙列直插式圓殼式二、集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo)1、最大輸出電壓Uomax集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的最大不失真輸出電壓。2、開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuoUoU

UAuo

UiuoA

20lgUo

(dB)3、輸入失調(diào)電壓Uio在室溫（250C)及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，輸入電壓為零時(shí)，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在輸入端加的補(bǔ)償電壓叫輸入失調(diào)電壓。4、輸入失調(diào)電流Iio輸出電壓為零時(shí)流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差。Iio

IB1

IB25、最大差模輸入電壓Uidmax集成運(yùn)放反相輸入端與同相輸入端之間能承受的最大電壓值。6、最大共模輸入電壓Uicmax集成運(yùn)放能承受的最大共模輸入電壓值。7、共模抑制比KCMR8、輸入電阻riduou

uA0

u

u

分析依據(jù)Ii

0-

＋＋u-u+uo理想運(yùn)放符號(hào)10－3理想運(yùn)算放大器一、理想化條件1.A0

虛短i2.r

虛斷K

=

20LgCMRAuc

Aud

(dB)兩個(gè)輸入端之間的電壓近似等于零兩個(gè)輸入端之間的電流近似等于零

虛斷3.

KCMR

=

4.

輸入失調(diào)電壓Uio＝0，輸入失調(diào)電流Iio＝0二、理想運(yùn)放的特征虛短

u

ui

i

010－4運(yùn)算放大器的輸入方式一、反相輸入方式_++RfR1

R2i1ifi-+ui-+uo-u＋i+虛斷i

i

0虛短

u

u

0i1

i

f

(KCL)Rfui

f

o

R1ui1

i

1u

RiufA

uo

Rf二、同相輸入方式+RfR1R2uioifi1＋-＋u-u＋u-

_+虛斷

i

i

0虛短1RuAiuf

1

Rf

uo_++uiuo電壓跟隨器u

u

0=uii1

i

fR1

Rf0

ui

ui

uoifoRR)u1u

(1三、差分輸入方式_++RfR1ui1uou＋u-R2R3ui2i

2uR3R2

R3u

u

u

u

u

uoRfR1i1

11i

2i1fo)uRRR3R

R2

R3u

(1

Rf

)(u

_++RfR1ui1uou＋u-R2R3ui2RR2

R3u

3

ui

2ofu

uR

Ru

u1

f

i1

o

Ru

u31

21i

2i1fo)uRRR3R

R

Ru

(1

Rf

)(u

同相輸入反相輸入10－5運(yùn)算放大器的應(yīng)用一、加法電路集成運(yùn)放的應(yīng)用電路信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)處理電路信號(hào)發(fā)生電路R2ui2R1_++Rfui1uoRPai2ifi1fR

R

R1

2

f

ui1

ui

2

uoi1

i2

i)21i

2i1oRRRR

f

u

u

(

f

u虛地21inni

2o

i1RRfRRRf

Rfu

(

u

u

u

)二、減法電路_++RfR1R2uoR3ui1ui231

1

2o

i1

i

2RRRRR

R

Ru

f

u

(1

f

)(

3

)u當(dāng)R1

Rf

,

R2

R3時(shí)uo

ui

2

ui1利用差動(dòng)輸入形式實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算2

3i

2R3R

Ru

u

u

ui1

u

u

uoR1

Rf利用反相求和電路實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算_++Rf1R1ui2uo1R2ui1_++Rf2R3uoR2R3uo

ui1

ui

2當(dāng)R1

Rf

1,

Rf

2

R3時(shí)1

f

1R

Rui1

uo1uo1

ui1Rf

2R3

R3u

u

uo

o1

i

2

i

2o1o

ui1

ui

2u

(u

u

)三、積分電路ui-+

+Cuoi1

R1if11Rf

uii

idtfi

C

duo1uo

RC

ui

dttR2uit0uo0ui-

+

+uoRR2i1ifC四、微分電路Rfi

uodu

i

dti

C1dtduuo

RC

i

uitt0o

sin

t若輸入：ui

RC

sin(t

90

)

0

u則：uo

RC

cost五、電壓比較器++uouiURUR：標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)ui：被比較信號(hào)+UomURuoui0-Uom反向輸入電壓比較器傳輸特性曲線uo+Uomui0-Uom++uouiUR=0時(shí)稱為過零比較器—

+

+uoR1R2

Rfui遲滯比較器oR

Ru

u2

fR2當(dāng)ui

u時(shí)集成運(yùn)放處于正向飽和狀態(tài)o

m1u

Um12UfR2R

R即u

m1U

為上閾值2

fRHR2R

R定義U

ui0-Um2遲滯比較器傳輸特性曲線uo

+Um1URLURHRHi當(dāng)u

U時(shí)集成運(yùn)放處于反向飽和狀態(tài)m2ou

Um22UfR2R

R即u

m22U

為下閾值定義UfRLR2R

R

URHURLuit0uoUm1-Um2t0uoUm1t0-Um2++uouiURH—

+

+uoR1RfR2ui10－6含理想運(yùn)算放大器的電路分析應(yīng)用理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)基本特征兩個(gè)輸入端之間的電壓近似等于零兩個(gè)輸入端之間的電流近似等于零簡化含有理想運(yùn)算放大器的電路，利用各種定理求解11I21R

//

R22R

2OUO1O

2U1.(a)解：UO

UO

2

UO1U1

U1

01

2R

RUIU1

U1

UO1IR1O1U

R2

UU1

1UU

2U

211I21R

//

R22R

2OUO1O

2U22U

U

0IR1O1U

R2

UUO1

U

2

U

2

UO

2R

RUO

2

UO1IR1O1O

O

2

O1U