2022-2023学年高二物理竞赛课件：运算放大电路

运算放大电路 集成运放工作在线性区的应用 1. u+= u– “虚短” 2. i+= i–  0 “虚断” + + ∞ uo u– u+ i+ i– –  运算放大电路 第四章 信号放大与运算电路 微变等效电路法 ib ic ic B C E ib ib 晶体三极管 微变等效电路 ube + - uce + - ube + - uce + - rbe B E C 晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。 晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。 1. 晶体管的微变等效电路 --简化小信号模型 第四章 信号放大与运算电路 2. 放大电路的微变等效电路 ib ic uS rbe ib RB RC RL E B C ui + - uo + - + - RS ii 交流通路 微变等效电路 RB RC ui uO RL + + - - RS uS + - ib ic B C E ii +VCC RS us RB RC C1 C2 T + + + – RL ui + – uo + – + + – uBE uCE – iC iB iE 第四章 信号放大与运算电路 3.电压放大倍数的计算 当放大电路输出端开路(未接RL)时， 因rbe与IC有关，故放大倍数与静态 IC有关。 负号表示输出电压与输入的相位相反。 rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS 例1： 第四章 信号放大与运算电路 4.放大电路输入电阻的计算 放大电路对信号源来说是一个负载，可用一个电阻来等效代替,这个电阻是信号源的负载电阻,即放大电路的输入电阻。 定义： 输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。 + - 信号源 Au 放大电路 +- 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。电路的输入电阻越大，输入电压越大，因此一般希望得到较大的输入电阻。 放大电路 信号源 +- +- 第四章 信号放大与运算电路 rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS 例： ri 第四章 信号放大与运算电路 放大电路输出电阻的计算 放大电路对负载来说是一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。 + _ RL ro + _ 定义： 输出电阻是动态电阻，与负载无关。 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。 RS RL + _ Au 放大 电路 + _ 第四章 信号放大与运算电路 rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS 共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高; 2. 输入电阻低; 3. 输出电阻高. 例： 求ro的步骤： 1) 断开负载RL 3) 外加电压 4) 求 外加 2) 令 或 第四章 信号放大与运算电路 图解法 用作图的方法确定静态值 步骤： 1. 用估算法确定IB 优点： 能直观地分析和了解静 态值的变化对放大电路 的影响。 2. 由输出特性确定IC 和UCE UCE = VCC– ICRC +VCC RB RC T + + – UBE UCE – IC IB 第四章 信号放大与运算电路  直流负载线斜率 ICQ UCEQ VCC UCE =VCC–ICRC UCE /V IC/mA 直流负载线 Q 由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点 O 图解法 第四章 信号放大与运算电路 非线性失真 如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。 若Q设置过高， 晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。 Q2 uo 适当减小基极电流可消除失真。 UCE Q uCE/V t t iC/mA IC iC/mA uCE/V O O O Q1 VCC 第四章 信号放大与运算电路 若Q设置过低， 晶体管进入截止区工作，造成截止失真。 适当增加基极电流可消除失真。 ui uo t iB/A iB/A uBE/V t uBE/V UBE O O O Q Q uCE/V t iC/mA uCE/V O O UCE 如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。 VCC 第四章 信号放大与运算电路 $