2022-2023学年高二物理竞赛课件：运算放大器

运算放大器 集成电路运算放大器 基本线性运放电路 . 理想运算放大器 运放应用电路介绍 运算放大器 集成运放是模拟集成电路中应用极为广泛的一种器件，它不仅用于信号的运算、处理、变换、测量和信号产生电路，也可以用于开关电路中。 集成运放实质上是具有很高的增益，高输入电阻，低输出电阻的多级放大电路。 集成运算放大器 —— 基本概念 运放的应用： 运放的实质： 运算放大器 v- 集成运放的组成框图 vo 输入级 中间级 输出级 置 路 偏 电 v+ vi 集成运算放大器 —— 内部组成单元 输入级：高输入电阻；强抗干扰能力。 中间级：多级放大电路组成，主要电压放大。 输出级：输出电阻低，带负载能力强。 偏置级：直流偏置电路，设置各级工作点。 运算放大器 集成运算放大器 —— 符号、管脚 － ＋ ＋ v- v+ vi vo 反相输入端 同相 输入端 信号传输方向 输出端 理想运放开环电压放大倍数 实际运放开环电压放大倍数 P—Positive N—Negative O—Output 运算放大器 集成运算放大器 —— 电路模型 开环电压增益 AvO（104~107） 开环输入电阻 ri （106Ω以上） 开环输出电阻 rO（100Ω以下 ） 运算放大器 vo 0 vi Vom –Vom Vi – Vi + 线性区 <vi Vi – Vi + < vo = A0 vi = A0 （v+ – v－ ） vi > Vi + 和 vi Vi - < 饱和区 o v ＋ － ＋ v– v+ AO 集成运算放大器 —— 电压传输特性 vi = v+ – v－ 运算放大器 理想化参数： 开环电压放大倍数 AO ∞ 开环输入电阻 ri ∞ 开环输出电阻 rO 0 实际运放的主要参数： . 理想运算放大器 —— 理想化模型 开环电压增益 AO（104~107） 开环输入电阻 ri （106Ω以上） 开环输出电阻 rO（100Ω以下） 运算放大器 Ao , ri , 线性放大的“虚短路”原则 （） 线性放大的“虚断路”原则 （1） v vo vi v = Ao = – - + vi vO _ + + v- v+ + i- vi vO + _ i+  0 i-= i+≈0 vi ri i-= i+= v- v+ ≈ . 理想运算放大器 —— 理想化模型的两个原则 运算放大器 基本线性运放电路 — 保证运放工作在线性区的负反馈技术简介 R1 为负反馈电阻 vn＝vf 为反馈电压 由于反馈电压的存在，使实际输入运放的电压－净输入 vid<vi 。保证了运放工作在线性放大区 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 运算放大器 同相输入比例器 v+ Rf R R 1 vo i1 if vi i- v- . 线性运放电路 —— 同相放大电路 电压增益 Av ： 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 运算放大器 同相输入比例器 v+ Rf R R 1 vo i1 if vi i- v- . 线性运放电路 —— 同相放大电路 输入电阻 Ri ： 输出电阻 Ro ： 运算放大器 虚断路 id  0 当Rf=R1=R时： vi vo Rf R1 R i1 if i- 反相器 . 线性运放电路 —— 反相放大电路 电压增益 Av ： 运算放大器 vi vo Rf R1 R i1 if i- . 线性运放电路 —— 反相放大电路 输入电阻 Ri ： 输出电阻 Ro ： 运算放大器 $$