5—5 集成运算放大器（ 课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（劳动版）

1 5—5 集成运算放大器 1．了解集成运算放大器的电压传输特性。 2．掌握理想集成运算放大器工作于线性和非线性状态时的特点。 3．了解集成运算放大器的典型应用电路。 4．了解集成运算放大器在汽车电路中的应用。 学习目标 2 5—5 集成运算放大器 一、集成运算放大器的基本结构、外形及符号 二、集成运放的电压传输特性 三、集成运放的线性应用 四、集成运放的非线性应用 3 5—5 集成运算放大器 一、集成运算放大器的基本结构、外形及符号 集成运放内部结构框图 集成运算放大器简称“集成运放”，是一种高增益的多级直流放大电路。其内部结构框图如图所示，它主要由输入级、中间级和输出级等组成。 4 5—5 集成运算放大器 一、集成运算放大器的基本结构、外形及符号 集成运放的常见封装形式 a)金属圆壳式封装 b)双列直插式封装 c)单列直插式封装 d)贴片式封装 集成运放有金属圆壳式封装、双列直插式封装、单列直插式封装、贴片式封装等形式，如图所示。 5 5—5 集成运算放大器 一、集成运算放大器的基本结构、外形及符号 集成运放的图形符号 a）新国标符号 b）旧国标符号 集成运放的图形符号如图所示。 6 5—5 集成运算放大器 二、集成运放的电压传输特性 集成运放的电压传输特性曲线 集成运放的电压传输特性曲线如图所示，根据输出特性的不同，可分为线性工作区和非线性工作区两个区。 7 5—5 集成运算放大器 二、集成运放的电压传输特性 1．线性工作区 在净输入电压（两输入电压差值uP－uN）很小时，集成运放工作在线性区（图中倾斜线部分），这时输出电压uo随净输入电压的变化以106～108倍数线性地变化，uo=Aud·(uP－uN)。 8 5—5 集成运算放大器 2．非线性工作区 在净输入电压超过一定值时，集成运放进入非线性区（图中水平直线部分），这时的输出电压uo只有两种情况： 当uP>uN时，uo=+Uom； 当uN>uP时，uo=－Uom。 可见要使集成运放工作在线性区，必须使净输入电压很小。 9 5—5 集成运算放大器 3．理想集成运放工作在线性区的特点 理想集成运放的输入电阻和电压放大倍数都为无穷大，因此，当它工作在线性区时，具有如下特点： （1）虚断 （2）虚短 （3）虚地 10 5—5 集成运算放大器 三、集成运放的线性应用 1．反相放大器 反相放大器又称为反相输入比例运算器。 在图中，平衡电阻（R′=R1//Rf）的接入是为了使集成运放的输入级尽可能工作在对称状态。 反相放大器基本电路 11 5—5 集成运算放大器 2．同相放大器 同相放大器又称为同相输入比例运算器，如图所示。 同相放大器基本电路 12 5—5 集成运算放大器 2．同相放大器 若使R1=∞或Rf=0，则uo=ui（或Auf=1），电路成为同相放大器的一个特例——电压跟随器，如图所示。 电压跟随器 13 5—5 集成运算放大器 3．加法运算器 加法运算器的基本电路如图所示，图中 R′=R1//R2//R3//Rf。 加法运算器基本电路 14 5—5 集成运算放大器 4．减法运算器 减法运算器的基本电路如图所示。 减法运算器基本电路 15 5—5 集成运算放大器 四、集成运放的非线性应用 1．单门限电压比较器 在图中，UR为事先设定的参考电压，它是单门限电压比较器的门限电压，ui是比较电压。 单门限电压比较器基本电路 16 5—5 集成运算放大器 1．单门限电压比较器 单门限电压比较器的输出电压波形如图所示。 单门限电压比较器的输出电压波形 a）参考电压大于零时 b）参考电压小于零时 c）参考电压等于零时 17 5—5 集成运算放大器 1．单门限电压比较器 （1）波形整理 当一个矩形信号的波形在传输过程中发生畸变时，可选用单门限电压比较器进行整形，如图所示。 单门限电压比较器的整形作用 18 5—5 集成运算放大器 1．单门限电压比较器 （2）波形变换 单门限电压比较器波形变换电路的典型电路组成如图a所示，该电路可以将正弦波电信号变换为矩形波，如图b所示。 单门限电压比较器波形变换电路 a)电路组成 b）波形图图 19 5—5 集成运算放大器 2．双门限电压比较器 双门限电压比较器的基本电路如图a所示。 电压传输特性如图b所示。 双门限电压比较器 a）基本电路组成 b）电压传输特性 20 5—5 集成运算放大器 2．双门限电压比较器 双门限电压比较器的基本电路如图a所示。 电压传输特性如图b所示。 双门限电压比较器 a）基本电路组成 b）电压传输特性 21 5—5 集成运算放大器 2．双门限电压比较器 利用双门限电压比较器作为脉冲整形电路可以极大地提高电路的抗干扰能力，如图所示。 双门限电压比