模擬電子技術(shù)基本教程第2章(14)集成運放

1、 2.1 放大的概念和電路主要指標(biāo)放大的概念和電路主要指標(biāo) 2.1.1 放大的概念放大的概念u放大的對象放大的對象：變化量變化量 ( (常用正弦波作測試信號常用正弦波作測試信號) )u放大的本質(zhì)放大的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換能量的控制和轉(zhuǎn)換 在輸入信號的作用下，通過放大電路，在輸入信號的作用下，通過放大電路，將直流電將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載所獲得的能量源的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載所獲得的能量，使負(fù)載上獲得的，使負(fù)載上獲得的能量大于信號源提供的能量。能量大于信號源提供的能量。第第2章章 集成運放及其基本運用集成運放及其基本運用oiuuUAUoiiiIAIioIUAuiioUIAiu（2）輸入電阻和輸出電阻

2、輸入電阻和輸出電阻 放大電路作為信號源（前級）的負(fù)放大電路作為信號源（前級）的負(fù)載，載，輸入電阻輸入電阻是衡量其負(fù)載效應(yīng)的參數(shù)是衡量其負(fù)載效應(yīng)的參數(shù)輸入電阻輸入電阻Ri輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。iiiURI輸出電阻輸出電阻Ro 對負(fù)載來說對負(fù)載來說,放大器的輸出端口等放大器的輸出端口等效為一個信號源，其內(nèi)阻就是放大電路效為一個信號源，其內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻，的輸出電阻，根據(jù)戴維南定理，根據(jù)戴維南定理， 為開路電壓為開路電壓oUOLOLOURRRU由分壓公式由分壓公式ooLoUR = (-1)RU得得Hf

3、上上限限頻頻率率mAbwfLHbwfffL下限頻率f之之間間的的頻頻率率范范圍圍。與與 f fLHVomPP )(odONPuuAu( 1 ) : OOPNPNoduu u- u= 0 : u= uA即( 2 ) 即PNIPNidu- u i = 0 : i= i= 0Ruu)uu(AuoooA0orirRuiiRFoFRuiRRuuAFiou12ii I134242O/uRRRRRRuI11ui R32423RiiRR 32404/ RRRui3233240/RRRRRRu用用R2、R3、R4網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Rf可用低阻值可用低阻值R2、R3、R4獲得獲得高增益高增益iFo)uRR(1uRR1uuA

4、Fioui io ou uu uNofRuuR+ R 方法一：節(jié)點電流法方法一：節(jié)點電流法3I32I21I1R3R2R1FRuRuRuiiii0uu NPN為為“虛虛地地”節(jié)節(jié)點點)RuRuRu(RRiu3I32I21I1ffFO方方法法二二：利利用用疊疊加加原原理理I33fI22fI11fOuRRuRRuRRu ou? o ou ui11fuRR)RuRuRu(RRRRRRu3I32I21I1PfffO43213i32i21i1PR1R1R1R1RuRuRuu)RuRuRu(R)RR(1 u)RR(1u3I32I21I1PfPfO)(:,3I32I211IfORuRuRuRuRRNP則若 u

5、)RR(1uPfO 由同相比例運算由同相比例運算點節(jié)點電壓方程：點節(jié)點電壓方程：列列P4321PR1R1R1R1R1令令 )RuRuRu(Ru3I32I21I1PP 得得)RuRuRu(RRR 3I32I21I1NPf單單獨獨作作用用：1Iu1I4321432PuRRRRRRRu 用用分分壓壓公公式式得得：? u? u3I2I單單獨獨作作用用：單單獨獨作作用用：1I4321432f1OuRRRRRRR)RR1 (u ? uuu3I2I1I共共同同作作用用：、1 ifOuRRuRRuuuuuAfi1i2OiOuf2ifffPfOu)RRR)(RR1 (u)RR1 (u)uu(RR u)RRR)(

6、RR1 (uRRuuu1 i2if2ifff1 ifOOO)u(uRRu i1i2fO2iffPuRRRuI2fOfI1ffuRRRuRRRuRRR)(I1I2fOuuRRuffO1 iNR1R1RURUuOfI1ffuRRRuRRRF FF FO OI I1 1I I2 212RRu(uu )RR F FF FO OI I3 3I I4 434RRu(uu)RR I3I4I1I2I3I4I1I2OFOF003412uuuuuuuR ()RRRRf21fO2i21i1NR1R1R1RuRuRuu5434i43i3PR1R1R1RuRuu自自己己推推導(dǎo)導(dǎo)結(jié)結(jié)果果同同學(xué)學(xué)可可 uuPN這這時時的的

7、結(jié)結(jié)果果又又如如何何？i112i112O1uR2R1)u/2RR(1ui213i213O2uR2R1)u/2RR(1uI12I2I112O2O1)21()(21(uRRuuRRuu O1462O46757OuRRu)RR1 (RRRu)uu(RRuO21O46OI1246Ou)RR21 (RRu得：得：代入代入將（將（ )uuO21O例例2 2：求求v0的數(shù)值。的數(shù)值。解：解：V833221101IfIfIfvRRvRRvRRv64)6(4243)241 (02v01020126)1261 (vvvV901022123vvV219R3R3R6R6R5R5R4R4R7R7R8R8R1R1R2R2

8、+ + +ui iu u0 0+ +- - - -R1R1R2R2 fV i12o1VRRVf12o1VRR1V i12f12o1o1o1VRRV)RR(1VVV o878565434fVRRRRRRRRRV o1V i12f1212o112oVRRV)RR(1RRVRRVioVKV RR tuRCtiCuuCCd1d1IOdtduCiCC)(d10IIOttRCUtuRCu tUu sinmI tRCUttURCu cosdsin1mmO RCU m 2 3t dudRCRiRiuiCROIu)f(uuIOvIOT 2 3 4 ttvOVOHOVOLREF212I211NURRRuRRRu:

9、根根據(jù)據(jù)疊疊加加原原理理REF12TIPNURRUu , 0uu求出閾值電壓求出閾值電壓令令I(lǐng)uOuIuOuTOM211PUURRRUTOM211PU)U(RRRUREF212OM211TURRRURRRUREF212OM211TURRRURRRU1pREFoREF12RUU(UU)RR 12OMREF1212RR( U)URRRRR212om2111TURRRURRRUR212om2112TURRRURRRUO212I211PuRRRuRRRu0uuRRRuRRRu NO212I211P令令OM12TURRU得得閥閥值值電電壓壓本章結(jié)束下一章下一章1Ou1Ou當(dāng)當(dāng) uI 高于高于 UREF2

10、 而低于而低于 UREF1 時時 ，運放，運放 A1、 A2 均輸出均輸出低電平，二極管低電平，二極管 VD1 、VD2 均均截止，輸出電壓截止，輸出電壓 uO 為低電平；為低電平；上門限電平上門限電平 UTH = UREF1 ；下門限電平下門限電平 UTL = UREF2 。uIuOOUTHUTL綜上所述，雙限比較器在輸入信號綜上所述，雙限比較器在輸入信號 uI UREF1 時，輸出為高電平；而當(dāng)時，輸出為高電平；而當(dāng) UREF2 uI UREF1 時，輸時，輸出為低電平。出為低電平。改進(jìn)電路圖：高輸入電阻差分比例運算電路改進(jìn)電路圖：高輸入電阻差分比例運算電路I1IF1o1)1 (uRRuI

11、23F2o13F2o)1 (uRRuRRu若若R1 = RF2，R3 = RF1)(1 (I1I23F2ouuRRuZREFTZREFTPNZREFPINURRRURRRUURRRURRRUuuURRRURRRuuu21121222112121211212,求出閾值電壓令例例8.2.2已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形。已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形。 波形圖波形圖 UZ 9VV3URRRUZ211T滯回比較器電路滯回比較器電路uO /Vt0+9-9第2章 集成運放及其基本運用本章重點本章重點1.各種基本單元運算電路及綜合運算各種基本單元運算電路及綜合運算2.電壓比較器的傳輸特性電壓比較器的傳輸特性本章討論的問題：本章討論的問題：1、什么是理想運放？指標(biāo)參數(shù)有哪些？、什么是理想運放？指標(biāo)參數(shù)有哪些？2、為什么在運算放大電路中集成運放必須工作在線性區(qū)？、為什么在運算放大電路中集成運放必須工作在線性區(qū)？ 為什么理