8第五章运放

ik
A
uk
A
+ uk –
支 路 k
A
ik
4
BUCT
2 + 12V – 4 4
2 + 12V – 4 6V
+ + – –
2 4
12V 1.5A
5
例.
3 + 10V – 1 0.5 Rx Ix – U +
1 若要使 I x = I , 0.5 8
试求R 试求 x。 0.5
1 I 8
– U'' +
BUCT
I
1 I 0.5 –
1 I 8
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.5
1
0.5
1
0.5
=
U 0.5
I
0.5 – U' +
+
0.5 0.5
0.5
6
用替代定理： 解： 用替代定理：
1 I 0.5 – U +
BUCT
1 I 8
0.5
1
U1
– U'
U2
+
0.5
1
1 I 8
– U'' +
0.5
10 uoc = ×6 = 5V 4+ 2+ 6
Ri =0
2
isc=10/(4–2 ×2)= ∞
b
齐性定理（ 齐性定理（homogeneity property): 4 - 10(a) P109
BUCT
线性电路中，所有激励 独立源) 都增大( 或减小) 线性电路中 ， 所有 激励 ( 独立源 ) 都增大 ( 或减小 ) 同样 激励( 的倍数， 则电路中响应( 电压或电流) 也增大( 或减小) 的倍数 ， 则电路中响应 ( 电压或电流 ) 也增大 ( 或减小 ) 同样 的倍数。数学表达式为： 的倍数。数学表达式为：f (kx) = k f(x) 当激励只有一个时，则响应必与激励成正比。 当激励只有一个时，则响应必与激励成正比。 例 4. R1 21A R1 8A R1 3A RL=2 R1=1 – + + 8V – + 3V – 21V R2=1 us=51V + + R2 R2 us 5A R2 求电流 i 。 '=34V 13A – –us i i '=1A 2 RL A + 2V –
BUCT
No connection U+ Output Balance
典型的(8pin)运放管脚（顶视）图 典型的(8pin)运放管脚（顶视） (8pin)运放管脚 a 6 输出端 运放的新 运放的新电路符号
12
输入端
2 3
– + 4 负电源
_ +
b
A +
o
运放的旧 运放的旧电路符号
U+ 反相输入端 反相输入端 同相输入端 a b _ + + U– 图(a) a + _ + + o + o 输出端
理想值 ∞ ∞ 0
16
uo =A(u+–u–) =Aud A(u
理想运算放大器的条件及 理想运算放大器的条件及模型 条件 (Ideal op amp) 1. A→∞ →∞ 2. Ri →∞
u- _
ud Ri
a
iRo + Aud _
BUCT uo
u+ i+
+
在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理： 线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理： 理想化处理
5、类型： 类型：
通用型、高精度型、高阻抗型、高速度型、 通用型、高精度型、高阻抗型、高速度型、高压 型、低功耗型等。 低功耗型等。
11
5. 1 运算放大器的电路模型
1、电路符号
Balance Inverting input Noninverting input U– 正电源 7
1 2 3 4 8 7 6 5
分三个区域： 分三个区域：
这 里 Uds 是 一 个 数 值 很 小 的 电 压 ， 例 如 UCC=15V, A =105，则Uds=0.15mV。 。
14
输入方式： 输入方式： 1)、单端输入 、
同相输入 :uo=Au+ 反相输入 :uo=
u-
_ ud u+b +
a
_ +
BUCT
A +
o uo
-Uds
0 Uds ud
-Usat
负饱和区
uo =A(u+–u–) ①线性工作区： 线性工作区： -Usat≤uo≤ Usat uo=Aud 正向饱和区： ②正向饱和区： ud> Uds, 则 uo= UCC A：开环电压 放大倍数 或 反向饱和区： ③反向饱和区： ud<- Uds, 则 uo= -UCC 开环增益
1、外形(IC-Integrated circuit)： 外形( )
Surface outline package(SOP)
Vacuum tubes
Dual in-line package(DIP)
9
是由三极管、电阻、电容、 2、组成：是由三极管、电阻、电容、二极管等元件 组成的电子电路。可由分立元件或集成电路组成。 组成的电子电路。可由分立元件或集成电路组成。
(
Rf + us _ R1 1 + uRi + _
2
Ro -A u-
+ uo _
1 1 1 Au ( u1 = + )u2 Rf Ro Rf Ro
其中: 其中
R1
+
Rf
+
Ri
)u1
Rf
u2 =
R1
u2 = uo , u = u1
_
代入数值整理,得 代入数值整理 得:
运放等效电路
uo Af = = 1.9999699 us
BUCT
通用型运放 A741
In 1968，made by ， Fairchild Semiconductor Electric circuit of a radio receiver 10
3、功能： 功能：
提高电压增益（ 提高电压增益（即：放大电压）。 放大电压）。 即将输入端微弱的（ 即将输入端微弱的（mV级）电信号（直流或低频 级 电信号（ 交流信号）放大到伏级。 以上。 交流信号）放大到伏级。开环放大倍数可达105以上。
在线性放大区，理想运放的两个简化条件： 线性放大区，理想运放的两个简化条件： 两个简化条件
BUCT
“虚短” → “虚断” →
u+=ui+= i-= 0
Ucc
反向饱和区
uo
正向饱和区
uu+
i+
_
_
ud
+ +
∞
+
uo
ud<0
ud>0 ud 0
i理想运放的电路符号 理想运放的电路符号
-Ucc
运算放大器的u 运算放大器的ud~ uo特性
7
第五章
含有运算放大器的电阻电路 含有运算放大器的电阻电路 运算放大器 ( operational amplifier )
5. 1 运算放大器的电路模型 5. 2 比例电路的分析 5. 3 含理想运算放大器的电路的分析
BUCT
8
运算放大器简介
BUCT
The term operational amplifier was introduced in 1947 by John Ragazzini and his colleagues,in their work on analog computers for the National Defense Reserch Council.
=
0.5
I
0.5
+
0.5 0.5
0.5
1 1.5 U' = U1 U2 = I ×1 I ×0.5 = 0.1I = 0.8I x 2.5 2.5 1.5 1 U'' = × I = 0.075I = 0.6I x 2.5 8
U=U'+U"=(0.8-0.6)Ix=0.2Ix Rx=U/Ix=0.2
第四章 电路定理 (Circuit Theorems)
4.1 叠加定理 (Superposition Theorem) Theorem) 4.2 替代定理 (Substitution Theorem) Theorem) 4.3 戴维宁定理和诺顿定理 (Thevenin-Norton Theorem) TheveninTheorem) 4.4 最大功率传输定理 4.5 特勒根定理 (Tellegen’s Theorem) Theorem) 4.6 互易定理 (Reciprocity Theorem) Theorem) 4.7 对偶原理 (Dual Principle) Principle)
b
两个输入端之间相当于短路 虚短” 两个输入端之间相当于短路→称为“虚短”；
uo uo为有限值，ud = 为有限值， →0 A
u+=u-
即从输入端看进去，元件相当于开路 虚断” 即从输入端看进去，元件相当于开路→称为“虚断”。
ud i+ = i = →0 Ri
i+ = i = 0
3. Ro→ 0
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+ UCC _ + UCC _
BUCT
公共端(接地端) 公共端(接地端)
u-