3.3集成运算放大器的常用电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第3节 集成运算放大器的常用电路 一、反相输入（比例）运算放大电路 二、同相输入（比例）运算放大电路 三、差动输入（减法）放大电路 四、加法运算电路 * 五、电压比较器 一、反相输入（比例）运算放大电路 1．电路结构 R1 是输入耦合电阻，R2 是补偿电阻（也叫做平衡电阻），R2 = R1 // RF。 2．输出与输入的关系 二、同相输入（比例）运算放大电路 1．电路结构 2．输出与输入的关系 三、差动输入（减法）放大电路 1．电路结构 2．输出与输入的关系 四、加法运算电路 1．加法运算电路（加法器）简介 图中R1、R2、R3 为输入电阻，R4 为平衡电阻，其值R4 = R1 // R2 // R3// RF。 2．输出与输入的关系 * 五、电压比较器 当集成运算放大器处于开环或正反馈时，它将工作于非线性工作状态，如图3.19 所示的两个集成运算放大器都工作在非线性状态。 集成运算放大电路工作于非线性工作状态时，输出电压只有两种可能： 当U- > U+ 时， Uo = - Uom 当U- < U+ 时 Uo = + Uom 电压比较器的功能是比较两个电压值的大小，即对输入信号进行幅度鉴别和比较的电路。 集成运算放大器工作于开环或正反馈状态的非线性区域。如图3.20 所示画出了一种简单电压比较器的传输特性，其中+Uom 和-Uom 分别是电压比较器输出的高电平和低电平。 U- = Ui，U+ = UR，所以该电压比较器的传输特性就是图3.20 中的曲线。它表明输入电压从低逐渐升高经过UR 时，Uo 将从高电平跳变为低电平。相反，当输入电压从高逐渐降低经过UR 时，Uo 将从低电平跳变为高电平。电压比较器的输出电压从一个电平跳变到另一个电平时，对应的输入电压值称为阈值电压或门槛电平，简称为阈值，用UTH 表示。对于图3.21所示电路，UTH = UR。 第4节 功率放大电路 一、功率放大电路的基本概念 二、双电源互补对称功率放大电路 三、单电源互补对称功率放大电路 四、集成功率放大电路 一、功率放大电路的基本概念 在多级放大电路的末级、集成运算放大电路等模拟电路的输出级，往往要求具有较高的输出功率或要求具有较大的输出动态范围。这类主要向负载提供功率的放大电路称为功率放大电路。 1．功率放大电路的要求 （1）功率放大电路的输出功率要大。 （2）功率放大电路的效率要高。 （3）电路散热要好。 （4）非线性失真要小。 2．功率放大电路的分类 甲类：静态工作点在负载线的中点，Q 选在三极管的放大区，如图3.30（a）的Q。甲类工作状态非线性失真小，但静态电流ICQ 较大，故损耗大，效率低。 乙类：静态工作点选在放大区和截止区的交界处，如图3.30（b）中的Q1。此时若输入正弦信号，那么电路的输出只有正弦波的半个周期。乙类工作状态静态电流ICQ = 0，故损耗低，效率高，但非线性失真严重。 甲乙类：静态工作点位于甲类和乙类之间，如图3.30（c）中的Q2。该状态ICQ 较小，损耗小，效率提高，但是输出波形半周产生失真，不失真波形的半周输出幅值最大。 丙类：静态工作点进入截止区，在横轴下方，如图3.30（d）中的Q3。三极管静态时处于反向偏置状态，输出波形为余弦脉冲信号。此时工作方式通常称为丙类状态。该状态效率高。 二、双电源互补对称功率放大电路 1．电路结构 两只三极管的特性是对称的，其中VT1 是NPN 型三极管，VT2 是PNP 型三极管。两只三极管工作在乙类状态。 2．工作原理 输入为正半周时，VT1 处于正偏导通状态，VT2 处于反偏截止状态，集电极电流ic1 通过负载，负载上有正半周输出；输入为负半周时，VT2 处于正偏导通状态，VT1 处于反偏截止状态，集电极电流ic2 通过负载，负载上有负半周输出。 可见在输入信号的一个周期内，两只三极管轮流交替的工作，共同完成对输入信号的放大工作，最后输出波形在负载上合成得到完整的正弦波。 3．交越失真 （1）交越失真及其产生原因。从上面讨论的工作原理可见，乙类功率放大电路由于没有直流偏置，三极管工作在输入特性曲线的底部。而两只三极管轮流交替工作的结果在负载上合成时，将会在正、负半周交界处出现波形的失真，这种现象称为交越失真。 （2）消除交越失真的方法。给功率放大电路加一个微弱的直流偏置，使功率放大电路工作在甲乙类状态。 三、单电源互补对称功率放大电路 1．电路结构 2．