13.5 运算放大器（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 13.5运算放大器 13.5.1 运算放大器的结构和特点 结构： 输入级 中间级 输出级 运算放大器是一个集成的高 偏置电路 放大倍数的多级直接耦合放大 器，简称运放。 运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成。 输入级：采用具有抑制零点漂移作用的差分放大器。 中间级：采用多级电压放大器，以提供大的电压放大倍 数。 输出级： 采用具有功率放大作用的射极输出器，以提高带负 载能力； 偏置电路：给运放的各级提供合适的静态工作点。 特点： 输入电阻很高，输出电阻很小，电压放大倍数很大， 零点漂移很小。 输出端 反相输入端 符号： 同相输入端 运放的输入输出特性： A。为开环电压放大倍数。 + 正饱和区 运放工作在线性区时 u。=A(u-u) 线性区 由于运放的电压放大倍数 很大，为保证正常工作，需引 入负反馈。 ,(∈u-u） 斜率A0 负饱和区 0 。+Ucc R Rp:调零电位器 C:消振电容 品 +Ucc与-UEE:电源电压 Rr:负反馈电阻 -U 运算放大器实际电路 13.5.2 理想运算放大器 在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理想的 运算放大器。 理想化的主要条件： 1.开环电压放大倍数为无穷大，即A=0。 2.开环输入电阻无穷大，即R=o0。 3.开环输出电阻为零，即R。=0 由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件， 为简化分析，可将实际运放看作理想运放，按其理想化 条件进行分析。 理想运放工作在线性区的依据 1.u+=u 由于A。=o,uo为有限值， 由u。=A(u+-u_) 得：u+-u_=0 相当于两输入端之间短路， 但又未真正短路， 故称“虚假短路”，简称虚短 。 理想运放工作在线性区的依据 2.i4=i.=0 由于R:=o∞两输入端无电流流进， 相当于两输入端之间断路，但又未真正断路 ,故称“虚假断路”，简称虚断。 13.5.3运算放大器组成的基本运算电路 1.比例运算电路 R (1)反相比例运算电路 虚地 由 ∫i4=i=0 ii =in 得 u=u: W_=W+=0 W一u_ 4= 可列出 R R ir= u-uo K R 若R=R 40=一4 解得 E 反相器 Ry 平衡电阻R2=R1∥Rp 结论：输出电压与输入电压为反相比例运算关系。反相 输入端称为“虚地”。 9 (2)同相比例运算电路 i4=i=0 由 得= u =u. LW_≈u+=4 R >co 三一 4 410 R 可列出 R R2 = Rg Rg 若R1=0或R=0 解得 )ui w。=(+R1 则4。=山 电压跟随器 结论：输出电压与输入电压为同相比例运算关系。 10