运放电路的分析方法

总之， 教学有法， 而无定法， 贵在得法。化学教学中有多种
方法， 如讲授法、实验法、讨论法、探究法、问题解决法、自学法 、 归纳法、演绎法， 等等。在新课程教学过程中， 教师应从 实 际 出 发 ， 因 地 制 宜 、因 时 制 宜 、因 人 制 宜 ， 根 据 教 学 内 容 合 理 选 择 恰 当 的 教 学 方 法 。在 大 多 数 情 况 下 、在 一 堂 课 中 应 是 结 合 、交 替 使 用多种教学方法， 就是根据需要、灵活运用、实事求是地 选 择 教 学方法， 这就是教学方法最优化的思想。当然， 教师在运用各种 教学方法时， 均应注意渗透启发式教学的思想。
压加在反相输入端形成电压串联负反馈。 路， 划分为什么样的单元。这种方法的优
根据理想运放的结论， Ｉ ＝Ｏ，
点 是 将 一 个 复 杂 问 题 “ 化 整 为 零 ”、“ 各 个
有 Ｉ１＝Ｉｆ， Ｖ＋＝０， Ｖ－＝Ｖ＋， 有 Ｖ－＝０。 而 Ｉ１＝（Ｖｉ－ Ｖ－）／Ｒ１＝，Ｉｆ＝（Ｖ－ Ｖ０）／Ｒｆ＝Ｖ０／Ｒｆ，
击破”， 相比之下， 此法是简单多了。 １．分 析 的 方 法 步 骤 。
（ １） 分析、识别电路， 并将其划分为若 干基本单元电路。
（ ２） 根据典型电路的结论直接写出各 信号（ 或几个信号） 单独作用时的响应。
（ ３） 叠加求和得到最终结果。 （ ４） 多级电路以逐级分析为妥。 对电路的划分必须建立在全面分析 识 别 电 路 的 基 础 之 上 。电 路 划 分 不 是 简 单 的 机 械 分 割 。要 分 清 电 路 是 由 哪 些 单 元 电 路组成， 各部分间有 何联系， 信号间的相 互影响， 如果一信号 作用时， 可能存在着 多端输出的情况发 生， 这时必须谨慎对 待。 ２．举 例 例一 差动放大 电路的分析 如 图 ４（ ａ） 为 一 差 动 放 大 电 路 ， 它 可 分 解 为（ ｂ） 、（ ｃ） 两 个 单 元 电 路 ，（ ｂ） 为 反 相 放 大 器 ，（ ｃ） 为 同 相 放 大器。注意到这里 Ｒ１＝Ｒ２， Ｒｆ＝Ｒｐ，所以根据 式（ １） 和式（ ３） 可得： Ｖ０１＝－ Ｖｉ１Ｒｆ／Ｒ１ （４） Ｖ０２＝（Ｒ１＋Ｒｆ）／Ｒ１·Ｒｆ／（Ｒ１＋Ｒｆ） Ｖｉ２＝Ｖｉ２Ｒｆ／Ｒ１ （５） 式（ ４） 、（ ５） 叠加可得： Ｖ０＝Ｖ０１＋Ｖ０２＝（Ｖｉ２－ Ｖｉ１）Ｒｆ／Ｒ１ （ ６） 即差动电路的典型表达式。 例二 同相输入加法器的分析 图 ５ 为同相输入加法器。当 Ｖｉ１ 单独 作 用 时 ， Ｖｉ２ 端 接 地 ， 如 图 ６。 此 时 电 路 等 效 于 图 ３ 的 同 相 输 入 放 大 器 ， Ｒｐ＝Ｒ３／／Ｒ４， 其解为： Ｖ０１＝（Ｒ１＋Ｒｆ）／Ｒ１·Ｒ３／／Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ３／／Ｒ４） Ｖｉ１＝（Ｒ１＋Ｒｆ）／Ｒ１·Ｒ２／／Ｒ３／／Ｒ４／Ｒ２·Ｖｉ１ 同理， 当 Ｖｉ２ 单独作用可解其解。 （ 作者单位： 运城市农业机电工程学 校）
路。
求出每个信号单独作用时的电路响应， 或
图 １ 为反相放大器， 其中几个信号共同作用时单元电路的响
其 特 点 是 输 入 信 号 经 Ｒ１ 应， 然后叠加求得电路的总响应。其关键
加 至 反 相 输 入 端 ， 反 馈 信 号 经 Ｒｆ、Ｒ１ 分 在 于 如 何 将 电 路 划 分 为 若 干 基 本 单 元 电
同相放大器的一
例。
种， 其特点是输入信号通过 Ｒ２ 加至同相
运 算 放 大 器 正 常 工 作 时 应 在 线 性 工 输 入 端 ， 反 馈 信 号 由 输 出 端 经 Ｒｆ、Ｒ１ 分 压
作区。工作在线性区的理想运放， 利用其 加至反相输入端。
理想条件， 可得出两条重要结论：
由 于 输 入 电 流 为 零 ， 使 Ｖ－＝Ｖ＋， Ｉ１＝Ｉｆ，
ＩＮ Ｔ ＥＬＬＩＧＥＮ Ｃ Ｅ
教材教法
集成运算放大器在电路中应用
十分广泛， 已涉及国民经济的各个领
域 。所 以 运 算 放 大 电 路 的 分 析 和 设 计
成 为 一 个 很 重 要 的 问 题 。如 果 能 采 用 一个有效简捷的分析法， 将对运放电
运放电路的分析方法
路 的 设 计 和 分 析 带 来 很 大 的 方 便 。通
１．Ｖ＋＝Ｖ－ 虚短 ２．Ｉ＝Ｏ 虚断
而 Ｖ－＝Ｖ０Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒｆ），
通常采用的分析方法， 是利用电路的
∴Ｖ０＝Ｖ－（Ｒ１＋Ｒｆ）／Ｒ１。又由于 Ｖ－＝Ｖ＋， 且
基本定律（ 欧姆定律和基尔霍夫定律）“虚 Ｖ＋＝Ｖｉ， 故 Ｖ０＝Ｖｉ（Ｒ１＋Ｒｆ）／Ｒ１
短”与“虚断”的概念， 对电路进行分析、化
其二， 图 ３ 为同相放大器的另一种，
（ 作者单位： 澧县六中）
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（ 上接第 １５２ 页） 还 可 以 培 养 学 生 的 实 验 能 力 、观 察 能 力 、分
析能力、推到判断能力和创新精神。在这一模块的教 学 中 教 师 应变演示实验为学生随堂实验， 培养学生的实验技能， 因为就 学生实验能力而言， 由同学们亲手进行实验操作， 反复练习， 是 其他任何教学形式和教学方法所不能代替的。其次， 应改验证 性实验为探究性实验， 引导学生的发散思维， 同时补充有趣实 验， 改进演示实验， 激发学生的创新思维。
进行分析， 一是要说明基本分析法的应 以及运放两种基本电路的结论有机的综
用， 二是要得出后例要用到的结论。此种 合运用的一种方法。它的基本思想是将复
方法在一般书上常有， 这 杂电路化分为若干典型单元电路， 利用典
里谈的就简单些。
型电路的结论， 直接写出各单元电路的表
１． 反 相 输 入 放 大 电 达式； 对多个输入信号利用叠加定理分别
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论， 通过线性叠加来分析复杂电路， 这样
２． 同 相 输 入 放
无论从理论上还是从实际应用上都是十
大电路。
分可行的， 从整体上构成完整的运放电路
同相放大器根
的分析方法。
据输入端的连接形
鉴于方法的系统性和完整性， 这里对
式又分两种。
基本分析法及其原理仍作以简单的介绍，
其一， 图 ２ 为
然后对叠加原理的应用作重点说明和举
常采用的基本分析法， 对简单电路来 讲， 无疑是概念清楚， 过程简捷， 是分
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析的好方法。但对复杂电路来说， 分
析往往是复杂， 过程冗长。然而合理
利用叠加原理， 就可以使分析简化。
也就是说， 对基本电路我们可以用基本分
Ｖｉ／Ｒ１＝－ Ｖ０／Ｒｆ，
析法， 对复杂电路可以利用基本电路结
故 Ｖ０＝－ ＲｆＶｉ／Ｒ
简 、进
它与上面电路不同的是， 在同相输入端增
而求解电路， 得出结论。这种方法我们称 接接地电阻 Ｒｐ。
为基本分析法。
从图可知 Ｖ＋＝Ｒｆ／（Ｒ２＋Ｒｆ）·Ｖｉ，
叠加原理是电路分析的一个重要方
Ｖ－ ＝Ｖ０Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒｆ），
法， 它适用于线性网络的线性叠加， 而这
而 Ｖ＋＝Ｖ－ ，
里的运放电路正是理想运放的线性应用，
∴Ｒｆ／（Ｒ２＋Ｒｆ）·Ｖｉ＝Ｖ０Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒｆ），
所以完全可以使用叠加原理。
故 Ｖ０＝（Ｒ１＋Ｒｆ）／Ｒ１·Ｒｆ／（Ｒ２＋Ｒｆ）·Ｖｉ
一 、基 本 运 算 放 大 器 的 分 析
二 、用 叠 加 原 理 分 析 运 放 电 路
这里用基本分析法对两种最基本的
用叠加原理分析运放电路是将线性
运 放 电 路— ——同 相 放 大 器 和 反 相 放 大 器 叠 加 定 理 、运 放 的“ 虚 短 ”、“ 虚 断 ”的 概 念