12.2运算放大器（课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（高教版）

一、运算放大器基础 二、运算放大器的基本运算电路 ※知识拓展 差分放大器 第二节 运算放大器 一、运算放大器基础 （二）运算放大器的内部和外部电路 （三）运算放大器的基本特性 （一）集成电路与集成运算放大器 一、运算放大器基础 　　1．集成电路概念 　　 　　把具有某项功能的电路元件（二极管、晶体管、小电阻、小电容等）和连接导线集中制作在一块半导体芯片上，组成具有该功能的整体。 （一）集成电路与集成运算放大器 一、运算放大器基础 　2．分类 　模拟集成电路、数字集成电路。 　（1）模拟集成电路 　用于处理模拟信号，即用于放大或改变连续变化的电压或电流信号。运算放大器就是模拟集成电路中重要产品之一。 　优点：体积小、可靠性高、成本低、温度特性好、通用性和灵活性强。 　（2）数字集成电路 　　用于处理数字信号的电路，即处理不连续变化的电压或电流信号。数字集成电路是使用量最大的集成电路。 一、运算放大器基础 1．内部电路 组成： 使用时将它视为一个整体，注意了解它的外部特性和各个引出线的用途。 （二）运算放大器的内部和外部电路 一、运算放大器基础 输入级：一般采用差分放大器。 中间级：一般采用共发射极放大电路。 输出级：采用射极输出器的形式。 　2．外部电路 　（1）反相输入端，用“-”标示，表示输出信号与输入信号相位相反。 　　外部接线如图所示 一、运算放大器基础 　（2）同相输入端，用“+”标示，表示输出信号与输入信号相位相同。 　（4）正、负电源端，用 UP 和 UN 标示。 　　（3）信号输出端，用 Uo 表示。 　（5）外接直流零点调节电位器。 　（7）接地端。 　（6）外接相位补偿电路端。 一、运算放大器基础 　3．运算放大器的图形符号 一、运算放大器基础 　4．集成运放LM324 一、运算放大器基础 （a）实物图 （b）内部结构图 （c）引脚排列图 通用型四运放LM324 LM324是一种常用通用型四运放电路，其内部有四个独立的运算放大器。其引脚排列和内部结构如图所示，其它四运放电路还有TL084等。 　运算放大器电路复杂，精确计算十分困难，但只要突出其主要性能，使其理想化，就可大大简化分析与计算。 （2）开环差分输入电阻 Ri =  　（1）开环差分电压增益 Ao =  （三）运算放大器的基本特性 （3）输出电阻 Ro = 0 （4）频带宽度 BW →  （5）温度引起的电压漂移 0 V 一、运算放大器基础 　结论： 　 　　1．“虚短”：运算放大器两输入端电位相等 UP = UN。 　这两个结论可以大大简化运算放大电路的分析过程，在实际中运算放大器的特性很接近理想特性，所以用来分析实际电路是可行的。 　　 2．“虚断”：理想运算放大器的输入电流等于零 IN = IP = 0。 一、运算放大器基础 　　（一）反相比例运算电路 　　（二）同相比例运算电路 二、运算放大器的基本运算电路 　　（三）加法运算 　　（四）减法运算 二、运算放大器的基本运算电路 　1．电路 　　Rf——反馈电阻，接在输出端与反相端之间，构成深度负反馈。 （一）反相比例运算电路 　　R1——输入电阻。 Rb——平衡电阻，Rb = R1 // Rf。保证两个输入端的外接电阻平衡，使电路处于平衡对称的工作状态，输入信号从反相输入端与地之间加入。 　　AUF——反相比例运算电路的电压放大倍数亦称为闭环放大倍数。 二、运算放大器的基本运算电路 　　2．分析 　　根据理想运放的结论 2（虚断），所以 UN = 0，反相输入端可看作是地，称为虚地。IN = IP = 0，两输入端电流为 0，即IN = 0，可得出：If = I1 和 UN = 0，根据结论 1，UP = UN，因为UP = 0 　　可得关系式 　（虚地） 　 （虚地） 二、运算放大器的基本运算电路 　　所以 　　即 　　小结： 　　（1）反相比例运算电路的放大倍数仅由外接电阻 Rf 和 R1 的比值决定，与运放本身参数无关。 （虚断，If = I1） 　　（2）输出电压与输入电压相位相反，大小成一定比例关系，即完成了对输入信号的比例运算。 　　（3）对反相比例运算放大器，根据理想条件 UP = UN = 0，即反相端电位等于 0，称为“虚地”。虚地并非真正接地，不能将反相端看作与地短路。“虚地”是反相输入运算放大器的重要特点。 二、运算放大器的基本运算电路 　　1．电路 （二）同相比例运算电路 　　信号从同相端输入，反馈信号加在反相端，Rb 为平衡电阻且 Rb = R1 // Rf 　　2．根据理想运放的两个特点有 　　UP = UN = Ui （虚短、虚断） 　　If = (Ui - Uo) /Rf