模電課件26第七章集成運(yùn)放基本電路

模電課件26第七章集成運(yùn)放基本電路理想運(yùn)放的等效模型和分析方法理想運(yùn)放的等效模型和分析方法1理想運(yùn)放等效模型：

(1)“零子”：端子間電壓為零，流過(guò)電流為零的二端電路元件。

(2)“極子”：端子間電壓為某一常數(shù)，流過(guò)電流為任意值的二端電路元件。

“零子”的電路符號(hào)“極子”的電路符號(hào)uo“極子”相當(dāng)于理想電壓源(3)理想運(yùn)算放大器的等效模型理想運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)電壓增益Aod=∞

uuou∞

虛短差模輸入電阻

Rid=∞∞

iidi+i-虛斷Ⅰ：理想運(yùn)放輸出為有限值uo

理想運(yùn)放輸入端可看作“零子”II：理想運(yùn)放輸出電阻Rod=0相當(dāng)于理想電壓源輸出端相當(dāng)于“極子”i-運(yùn)放電路簡(jiǎn)化分析的要點(diǎn)輸出端相當(dāng)于理想電壓源虛斷虛短uuouR’運(yùn)放構(gòu)成的兩種基本負(fù)反饋電路1反相放大器uoRfuuiii+ifi-ui平衡電阻R’=Rf//R1何種反饋？電壓并聯(lián)深度負(fù)反饋②電路性能分析：

①電路結(jié)構(gòu)：

由虛斷：由虛短：R1“虛地”“虛地”是反相放大器的特點(diǎn)反相比例運(yùn)算放大器完成比例運(yùn)算Rif輸入電阻電壓增益R1ui2同相放大器①電路結(jié)構(gòu)：

uoRfuui1i+ifi-R’平衡電阻R’=Rf//R1何種反饋？電壓串聯(lián)深度負(fù)反饋②電路性能分析：

由虛斷：由虛短：電壓增益P249（7－10）輸入電阻輸出電阻電壓串聯(lián)深度負(fù)反饋R1uiuoRfuuR’電壓跟隨器uRfuoridR1uiiifi-實(shí)際運(yùn)放Aod≠∞，rid≠∞R’uoRfuuiii+ifi-uiR10rid≠∞理想運(yùn)放反相放大器相對(duì)誤差A(yù)od≠∞，rid≠∞產(chǎn)生的相對(duì)誤差集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用加法運(yùn)算電路反相加法運(yùn)算電路同相加法運(yùn)算電路差動(dòng)加法運(yùn)算電路uuou1反相加法運(yùn)算電路R’uoii1i+ifi-ui1R1RfR2ui2R3ui3平衡電阻R’=Rf//R1//R2//R3由虛斷：ii2ii3由虛短：由虛地：若R1＝R2＝R3＝R反相加法運(yùn)算電路優(yōu)點(diǎn)（1）改變R1R2R3可調(diào)相加比例參數(shù)

（2）由于疊加點(diǎn)為虛地，輸入信號(hào)之間滿足線性疊加定理，互不影響。2同相加法運(yùn)算電路電路平衡Rf//R=R’//R1//R2//R3由虛斷：ii3R2ui2R3ui3ii2R1ui1uoRfuui+ifi-Rii1R’iR’由虛短：消除u+和u-得uo和ui關(guān)系式若R1＝R2＝R3Rui1uoRfuui1i+ifi-R1同相加法運(yùn)算電路缺點(diǎn)輸入信號(hào)之間相互影響iR1uiuoRfuui1i+ifi-R’由虛斷：ii3R2ui2R3ui3ii2R1ui1uoRfuui+ifi-Rii1R’iiR’ii3R2ui2R3ui3ii2R1ui1uoRfuui+ifi-Rii1R’iR’i

ui2R2R1ui1uoRfuui+ifi-ii1R’ii2平衡電阻R’//R2=Rf//R1由虛斷：由虛短：一般要求：R’=RfR2=R1Rf差模電壓增益ui2R2R1ui1uoRfuui+ifi-ii1R’ii2R3R1u1uoR’R/2R’R/2u2R2R4例1求輸出電壓表達(dá)式uo2uo1同相放大器輸出同相放大器輸出差動(dòng)放大器輸出例2求輸出電壓表達(dá)式R’uoR2uui1i+i2i-uiR1R4R3i4i3由虛斷：Ｍ由“虛地”uoR4ui2R1R1ui1uui+i-R2R2R3R5例3求輸出電壓表達(dá)式i3ii1ii2由虛斷：uo1由虛短：由反相放大器：例4求輸出電壓表達(dá)式ui4R’uoii1i+ii4i-ui1R1R2ui2R3ui3ii2ii3KuXuYYXuo1R4由虛斷：由“虛地”例5試設(shè)計(jì)一個(gè)加減運(yùn)算電路，使uo=10ui1+8ui2-20ui3加減運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)步驟先根據(jù)函數(shù)關(guān)系畫(huà)出電路，然后計(jì)算參數(shù)R3ui3ii3i+uoRfifi-R’R1ui1ii1R2ui2ii2解(1)畫(huà)出電路(2)計(jì)算電阻平衡電阻R’//R1//R2=Rf//R3取Rf=240kΩ一般取Rf=（幾kΩ至1MΩ）作業(yè)：P2687.4.3積分器1反相積分器R’uoRfuuiii+iCi-uiR平衡電阻R’=RuC由虛斷：由“虛地”實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的積分運(yùn)算，還可實(shí)現(xiàn)延時(shí)、移相、波形變換作用R’uoRfuuiii+iCi-uiRuCR’uoRfuuiii+i-uiR反相放大器輸出當(dāng)s=jω→0時(shí)，uo(s)→∞uo(s)→±VCC阻塞失真Auf(s)→∞R’uoZ2uuiii+i-uiZ12實(shí)際應(yīng)用的積分器R’uouuiii+i-uiRuCRf反相比例放大器輸出當(dāng)s=jω→0時(shí)，Auf(s)→-Rf/R避免阻塞失真當(dāng)sRfRC>>R時(shí)R’uoRfuuiii+ifi-uiR微分器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的微分運(yùn)算，還可實(shí)現(xiàn)移相、波形變換作用uCiC1反相微分器平衡電阻R’=Rf由虛斷：由“虛地”R’uoZfuuiii+i-uiZ1反相放大器輸出iCuCR’uoRfuui+ifi-uiCfR2實(shí)際應(yīng)用的微分器R限制輸入電流，降低高頻噪聲ω↑→1/ωC↓→iC↑→高頻噪聲Cf相位補(bǔ)償，抑制自激振蕩對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路R’uoRfuuiii+ifi-uiRiD由虛斷：由于PN結(jié)電壓與電流之間的關(guān)系

由“虛地”icuBE基本對(duì)數(shù)運(yùn)算電路的缺點(diǎn)（1）由于UT和IS是溫度的函數(shù)，因此運(yùn)算精度受溫度的影響。（2）UD＝u－－uo>>UT在小信號(hào)時(shí)誤差大。（3）只在一定范圍內(nèi)滿足

1對(duì)數(shù)運(yùn)算電路R’iii+i-uiRicuBER’iii+i-uiRicuBERfRfi+uo2R1R1uo1uouuifi-（1）利用參數(shù)相同的對(duì)管抵消溫度對(duì)Is的影響改進(jìn)措施（2）利用熱敏電阻補(bǔ)償溫度對(duì)UT的影響2指數(shù)運(yùn)算電路R’uoRfiii+ifi-uiRuBER’uoRfiii+ifi-uiRiD由虛斷：由“虛地”基本對(duì)數(shù)運(yùn)算電路的缺點(diǎn)（1）由于UT和IS是溫度的函數(shù)，因此運(yùn)算精度受溫度的影響