电工电子学集成运算放大器
《电工技术与电子技术》第24讲 第12章 集成运算放大器
1
1 j
0
传
递 T(j)
1
函 数
1 j
0
幅 频
T(j)
特
性
1 0 RC
1 1 ( )2
0 25
幅频特性、幅频特性曲线
R
T(j) Uo
1 1 ( )2
0
•
Ui
C
•
Uo
Ui
1
0.707
此电路的缺点：
1、带负载能力差。
0 0
2、无放大作用。
3、特性不理想，边沿不陡。
截止频率
26
通频带宽度(带宽)
ui
RP
-
+
+
uo
1 uo RC uidt
u-= u+= 0
i1
ui R
iF =C
duc dt
uc = -uo
iF
C
du o dt
ib- =0, ib+ =0
i1 iF
ui R
= -C
duo dt
17
反相积分器：如果u i=直流电压U,输出将反相积分， 经过一定的时间后输出饱和。 ui
uo
6
同相比例运算放大器输入电阻及反馈方式：
RF
反馈方式?
_
Rf ui
RP
+ +
输入电阻(高)
电压串联负反馈
uo
输入电压:
u+- u- = ui - RRf +f RFuo
7
(3) 电压跟随器 RF
Rf ui
RP
_
+ +
此电路是电压并
联负反馈，输入电
电工电子课件 第4部分 集成运算放大器
地
之间输入时，输出电压与输入电压反相
分别用u+，u_和uo表示集成运放的同相输入端、反相输入
端和输出端对地的电压。 天道酬勤
11
双列直插式集成运放741的外部引脚排列图
图中“2”为反相输入端，“3”为同相输入端，“6”输出 端。 “7”为正电源端，“4”为负电源端。
“1”，“5”，“4”为外接调零电位器的端子，“8”为空
脚。
天道酬勤
12
741型集成运算放大器的原理电路
天道酬勤
13
741型集成运算放大器的简化电路
天道酬勤
14
集成运放的电压传输特性：表示输出与输入 电压关系的特性曲线，称为电压传输特性。
电压传输特性
当输入电压ui在AB之间时，集成运放工作在线性区，输出 与输出电压有关系Ao=uo/ui，在AB之外时处于非线性区。 由于集成运放电压放大倍数Ao很大，所以线性区很窄。要 使集成运放在较大的输入电压下也能工作在线性区，必须 在电路中引入深度负反馈。 工作在非线性区时，输出只天道有酬勤两种饱和状态±UOM 15
甲类
静态工作点Q点选择在交流负载线的中点，信号整个周期 内都有静态电流流过，这种工作状态称为甲类 甲类功率放大电路的效率理天道论酬勤上最高只能达到50% 2
甲乙类
为了提高效率，在电源电压UC一定的条件下，可使Q点沿
交流负载线下移，使 IC减小，得到甲乙类工作状态
功率放大电路工作在甲乙类，虽然降低了静态时的功耗，
提高了效率，但却产生严重天道的酬勤波形失真。
3
乙类
若Q下移到 IC约为零，静态管耗为最小，此种状态为乙类Байду номын сангаас
功率放大电路工作在乙类，虽然降低了静态时的功耗，
浙大版电工电子学实验报告13集成运算放大器及应用(二)波形发生及脉宽调制
课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：集成运算放大器及应用(二)波形发生及脉宽调制一、实验目的1.掌握用集成运放构成的方波、三角波发生器的工作原理和性能。
2.了解压控脉宽调制电路的组成和工作原理。
二、主要仪器设备1.XJ4318型双踪示波器2.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源3.MDZ－2型模拟电子技术实验箱4.运放、时基电路实验板5.万用表三、实验内容图13-11.波形发生电路(1)按图13-1连接A1和A2二级电路，将电位器R P1的滑动头调至最右端(即R P1=0)，用双踪示波器同时观察并记录u o1及u o2的波形。
注意两个波形的相位，将波形画在时间轴取值一致并对齐的两个坐标系内，以便分析工作原理。
测量并记录u o1和u o2的频率及幅值。
(2)保持R P1=0、R2=100kΩ不变，将R1改为51kΩ，重复1)的实验内容。
(3)保持R1=R2=100kΩ，调节电位器R P1，重复1)的实验内容。
数据记录表：2.脉宽调制电路保持R 1=R 2=100kΩ，R P1=0。
(1)按图13-1连接好A 3组成的脉宽调制电路。
(2)把u o2作为脉宽调制电路的输入电压，根据表13-1改变参考电压U R 值完成各项内容的测试。
(注意：和U 是指在保证有u 波形的情况下，U 的最大调节范围)表13-1四、实验总结1.将波形发生电路中的实测值与理论估算值相比较并讨论结果。
由于u o1的幅值没有已知的数据可以计算，而又因其周期与u o2(理论值和实验值都)完全相同，因此此处只对u o2进行实验值与理论值的比较。
理论值计算公式：u o2=U z R 1/R 2 T=4R f C f R 1/R 2的理论值使用u 相应的幅值计算)据上表可见，各组实验值与理论值都有一定的差距，分析原因如下：(1).理论值是根据在理想情况下求得的公式来计算的，而实际上有些因素不能达到理想条件，不能忽略，因而产生较大偏差。
电工学II——集成运放电路(10章)
结论：
(1) Auf为负值，即 uo与 ui 极性相反。因为 ui 加在反相输入 端。
(2) Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关, 与运算放大器本身参数 无关。 (3) | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。
(4) 因u–= u+= 0 ， 所以反相输入端“虚地”。 (5) 输入电阻 ri = R1；输出电阻ro=0.
例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。
求：1. Auf 、R2 ；
2. 若 R1不变，要求Auf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？
RF
+ ui – R1 R2 – +
D
解：1. Auf = – RF R1
+
+ uo –
= –50 10 = –5 R2 = R1 RF
uo=(VC1+DVC1)-(VC2+DVC2)=0 注意：单端输出，无法抑制零点漂移
动态分析 1.共模信号 u11=u12 大小相等、极性相同 输出电压恒为零（不具备放 大能力）
u11 + 差分放大原理电路 R2
+UCC
R1 RC + T1 RC uo T2 R1 + R2 u 12 -
2.差模信号
输出端与运放电路 反相输入端的关系
平衡电阻 R2 = R1 // RF
输入电压加在了同相输入端，输出 电压对地为正
输出电压作用到该连接地的电路上， 在R1右端产生电压u-， 构成电压串联负反馈
uo RF Auf =1+ ui R1
uo RF 同相比例运算放大系数 Auf =1+ ui R1
电工电子技术基础 第9章集成运算放大器
在图9.6（c）所示的电路中，假设输入电压ui的瞬时极性为⊕，因输入信号是加在集成 运放的反相输入端，输出电压uo的瞬时极性为 ，此时反相输入端的电位高于输出端的电 位，反馈电流if方向如图所示，则净输入电流 id ii if ，即净输入电流减小，该电路引入 的是负反馈。
性；再根据输出信号的极性判别出反馈信号的极性，若反馈信号使净输入信号增加，为正反
馈；若反馈信号使净输入信号减小，则为负反馈。
+
Rp
ui ud
RF
uf R1
Rp
ui
uo
ud
+ + __
RF
uf R1
+ ++
+ +
_
+
+
R1
if RF
uo
ui
ii id
uo
Rp
_
+
+_ +
_+ +
_
（a）正反馈
（b）负反馈
2 电压反馈和电流反馈的判别 若反馈量与输出电压成正比，称为电压反馈；若反馈量与输出电流成正比，
则称为电流反馈。判别方法可采用负载短路法。假设将放大器输出端的负载短 路，使输出电压为0，若反馈信号也为0，则为电压反馈，否则就是电流反馈。
图9.7（a）所示的电路中，如果把负载短路，则uo等于0，这时反馈信号uf 也为0，所以是电压反馈。因此该放大电路中引入的反馈为电压串联负反馈。图 9.7（b）所示的电路中，若把负载短路，反馈信号if仍然存在，所以是电流反馈。
电工学课件集成运算放大器演示文稿
线性区： uo=Auo(u+-u-)
分 析
两rid输→入∞端，的故输
入电流为零。
虚断
依 据
Auo→∞ ，uo为有限值，
故 u+-u-=uo/Auo≈0
即 u+ ≈ u-
饱和区
o -Uo(sat)
线性区
虚短
u+ - u-
当有信号输入时，如同相端 接地，即u+=0 则 u- ≈ 0
虚地
饱和区：
uo≠Auo(u+-u-) 当u+ >u- 时,uo=＋uo(sat) 当u+ <u- 时,uo=－uo(sat)
模拟集成电路：集成运算放大器、集成功率 放大器、集成稳压电源、集成数模转 换电路
16.1.1 集成运算放大器的特点
1. 尽量避免使用电容。 2. 输入级采用差动放大电路。 3. 电阻值大致为100Ω～ 30kΩ。 4. 二极管都采用三极管构成。
16.1.2 电路的简单说明
一、运放构成
输入端 输入级
下面的问题是从输出端将反
馈引到同相端还是反相端 ？
Z
答案是：引回到反相端
16.2.1 比例运算
i1
Ru1 -
if
-
∞Rf - ∞+
uo
1、反相输入
Rf —反馈电阻；
ui
u+ +
+
+
R2
uo
R2 —平衡电阻，用于消除
静态基极电流对输出电压的影
响。 R2= R1∥Rf 由KCL、KVL和运放工作在线性区的分析依据：
右图所示为运放输入和输 出电压的关系曲线，称为传输 特性。从图中看到，实际运放 的传输特性与理想运放比较接 近。
电工电子技术基础知识点详解1-5-集成运算放大器基本概念---知识点
集成运算放大电路基本概念
1、集成运算放大器
（1）集成运算放大器通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成。
输入级多采用差分放大电路，中间级通常由共射极放大电路构成，而输出级通常由互补对称电路构成，偏置电路的主要作用是向电路各部分提供合适的静态工作点。
（2）工程上常用理想运算放大器代替实际运算放大器，理想运算放大器条件有：
∞→uo A ∞→id r 0o →r ∞
→CMRR K （3）电压传输特性为u o =A uo u i =A uo (u +–u –)，如图1所示。
图1
（4）分析运算放大器线性应用的两个重要依据：
1）同相输入端与反相输入端电压差近似为0（虚短路），即-u u ≈+。
2）两个输入端的净输入电流为0（虚断路），即0-==+i i 。
（5）运算放大器工作在饱和区时，两个输入端的输入电流为零，但是u +和u –不一定相等，输出电压等于o(sat)U +或o(sat)-U 。
（6）若反向端有输入时，由于0≈+u ，而使0-≈u ，则反相输入
端这种不接“地”的“地”电位端称为“虚地”。
（7）集成运算放大器的开环电压放大倍数很高，工作在线性区时，通常引入深度电压负反馈。
输出电压和输入电压的关系取决于反馈电路和输入电路的结构和参数，而与运算放大器本身参数关系不大。
改变输入电路和反馈电路的结构形式，可实现不同的运算。
（8）运算放大电路是指运算放大器与其他外接其他电路元件构成的能实现一定功能要求的电路。
电工电子：Ch_6 集成运算放大器及其应用
2
中国石油大学电工电子教学中心
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电工电子学 chapter 5
集成电路:是继晶体管后的第三代具有电路功能的电 子 20.12.12 器件，集成电路是用一定的生产工艺把晶体管、
场效应管、二极管、电阻、电容、以及它们之间的 连线所组成的整个电路集成在一块半导体基片上， 封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有一定功 能的器件，也称为固体器件
7
中国石油大学电工电子教学中心
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电工电子学 chapter 5 6.1
一、 集成运算放大器组成
20.12.12
集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路。
采用具有两个输入端 子的差动放大电路
提供增益，通常是共射 组态的放大电路
ui ui +
输入级
中间级
输出级
集
成 运
偏置电路
电工电子学 chapter 5
第6章 集成运算放大器及其应用
20.12.12
• 集成运算放大器 • 放大电路中的负反馈 • 集成运算放大器的线性应用 • 集成运算放大器的非线性应用
1
中国石油大学电工电子教学中心
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电工电子学 chapter 5
1906年，美国物理学家德福列斯特研制成功世 20.12.12 界上第一个三极电子管，实现了电子技术的第一次