集成運放的理想與現(xiàn)實

集成運放的理想與現(xiàn)實

集成運行箱集成電路，簡稱集運行箱。它是一種承受高壓損失的直接組合放大電路，具有高電壓損失補償?shù)奶匦裕軌蜉敵龅湍芎?，能夠很好地抑制溫度位移。在集成運行箱的早期階段，它主要用于實現(xiàn)各種數(shù)學操作，如比例、積極數(shù)據(jù)、積分、微分方程、對數(shù)、指數(shù)、加法和除法。隨著集成電路的快速發(fā)展，其目的遠遠超過了數(shù)學操作的范疇，并在許多電子技術領域得到了應用，如精密測量、精細修剪、源濾波、波形變換、自動控制、儀器儀表、通信和信息服務。“虛短”和“虛斷”是集成運放的兩個非常重要的性質(zhì),在分析集成運放的各種應用電路時,利用這兩個概念可以很簡捷方便地推導出某些電路的輸出-輸入關系,給解決問題帶來了很大的方便.1集成運放工作在線性區(qū)我們把具有理想?yún)?shù)的集成運算放大器叫做理想運放,一個理想運放的參數(shù)應該具備下列條件:⑴輸入信號為零時,輸出端應恒定地處于零電位,即沒有零點漂移現(xiàn)象.⑵開環(huán)電壓放大倍數(shù)⑶差模輸入電阻⑷輸出電阻⑸共模抑制比⑹頻帶寬度一個實際的運放,如果它的各項技術指標均滿足上述條件,即將是一個理想運放,當然,完全理想的運放是不可能制成的.但是,只要實際的運放參數(shù)比較好,或者與理想運放性能比較接近,在分析各種應用電路的工作原理時,就可以用理想運放代替實際運放,因為它所帶來的誤差很小,在一般工程計算中也是允許的.也就是說,用理想運放分析實際問題不僅可使分析過程大大簡化,而且所得的結果也和實際情況相一致.當集成運放工作在線性區(qū)時,它的輸入信號和輸出信號應滿足=其中⑴集成運放的凈輸入電壓非常小接近于零,也就是說集成運放的兩個輸入端之間電位差非常接近于零,即⑵集成運放的凈輸入電壓非常小接近于零,也就是說集成運放的兩個輸入端的電流通?？梢暈榱?即⑶在集成運放引入深度負反饋的條件下,運放的閉環(huán)增益“虛短”和“虛斷”如下圖1所示:由于集成運放性能很好,利用這兩個概念求解運算電路的函數(shù)關系時所產(chǎn)生的誤差通常可忽略不計,因此我們可以將只要集成運放工作在線性區(qū),上述兩個結論就具有普遍意義,利用這兩個概念來分析各種運放應用電路時將是十分方便和有效的,如果集成運放工作在非線性區(qū),則不存在“虛短”和“虛斷”的現(xiàn)象.還有一個要說明的問題:在應用“虛短”和“虛斷”的同時還有一個叫“虛地”的概念.它的含義是當集成運放電路中的同相輸入端2運放的輸出與輸入“虛短”和“虛斷”不僅是兩個非常重要的概念,而且是我們分析集成運放應用電路的一種有力工具.因此,我們不但要深入地理解其實質(zhì),更重要地是要正確而熟練地應用它們解決實際問題.為此,舉例如下:例1如圖2,輸入信號因=有該式表明圖2是反相比例運算電路.2例2如圖3,輸入信號例3如圖4輸入信號=即所以以上3個電路是集成運放應用的最典型電路.我們都是利用“虛短”和“虛斷”的概念求解的,從中我們可以看出求解過程是清晰的,一目了然的.如果運放應用到更復雜的電路,更可以看出此法的簡捷,這里不再舉例.但應用這兩個概念求解集成運放的輸出與輸入之間的關系式時應注意以下幾點:⑴應用這兩個概念的前提是運放應工作在線性狀態(tài),所以在應用這兩個概念時要首先判斷運放是否工作在線性放大狀態(tài).⑵除考慮運算電路的誤差外,一般可將電路中的集成運放視為理想運放,然后借助于兩概念求解輸出和輸入的函數(shù)關系.⑶在運算電路具有深度負反饋的前提下,可運用虛短和虛斷的概念,求解輸入和輸出的函數(shù)關系.⑷在應用虛短和虛斷的概念求解運放的輸出和輸入的函數(shù)關系時,應搞清虛短和虛地的相互關系.⑸電壓比較器中的集