模拟电子技术第二章PPT课件
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模拟电子技术第二章2 57页PPT文档
RC
RE
UEE
UCC
(b )
(C)
饱和特征:（1）UCEQ≤UBE(on)
(2)IBQ>ICQ/β (ICQ < β IBQ)
判断是否饱和
方法1 先假定处于放大区，有ICQ = β IBQ，据此求出UCEQ
若UCEQ＞UBE(on) 则确实处于放大区；若UCEQ ≤ UBE(on)则处 于饱和区，UCEQ 应取UCE(sat)
截止。此时，三个电极电流均为零，而
UBE= UBB - UEE,UCE=UCC- UEE 。
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ RB
RB
RE
UCC
UBB
UEE
(a )
图2―11 (a)电路；(b)放大状态下的等效电路；(c)饱和状态下的等效电路
•
若UBB>UEE+UBE(on)，则晶体管导通。现
假定为放大导通，利用图2―9(b)的模型可得该
I C ( sat )
U CC
U BE (on ) RC
5 0.7 3
1.4m
因为
I BQ 0.06 m
I C ( sat )
1.4 50
0.028 m
IC(sat)<βIBQ=3mA
•
所以晶体管处于饱和。此时，
ICQ=(Ucc-UCE(sat))/Rc=(5-0.3)/3=1.6mA， 而 uo=UCEQ=UCE(sat)=0.3V。 根 据 上 述 分 析 结果画出的uo波形如图2―12(c)所示。
iB
iC
0 UB E(on) (a)
uB E
0 UC E(s at)
模拟电子技术课件第2 讲.ppt
3. 负反馈的基本概念(具体内容在第七章讲)
c.串联反馈和并联反馈
视若输输入入信信号号与、反反馈馈信信号号在与基净本输放入大信器号输在入基回本路放的大 连器接输方入式端而以定电。流的方式相加减，并联反馈；以电压的
方式相加减，串联反馈
if Rf
ii
vP idvN
+
-
vo
R1
vi
vP +
vd vN -
vo
vi1、v+、vP
反相输入端
(a) 国家标准符号 (b)常用原符号
vi2、v－、vN
2.1.3.集成电路运算放大器的电路模型
P
+
＋VCC
+
+
vP
-
v+-NN
vI
-
ri _Av0vI+ r0
_ -VCC
+
v0
6
2.1 集成运算放大器
2.1.4集成电路运算放大器的开环电压传输特性
因开环放大倍数Avo很高，所以即是在输入端有 微小的变化也会使运放进入非线性区而使输出接近
2
2.1 集成运算放大器
2.1.1 集成电路运算放大器的内部组成单元
一集般成由电输路入运级算、放中大间器是( 放一大种高) 级电、压输增出益级、和高偏输置入
电阻路抗等和四低部输分出组阻成抗。的多级直接耦合放 大电路。它的种
偏置电路
类很多，电路也不一样，但结构有共同之处。
+ +vPP -vN +
输入级
i
R f 1
v R3
R2I f
R2 R1
vs
R'
+
精品课件-模拟电子技术及应用-第2章
10
图2-2
11
图2-3
12
2.1.2 放大电路的工作原理 1.静态工作原理 所谓静态，是指输入交流信号ui＝0时的工作状态。此时，
耦合电容C1、C2不能通过直流电流，其相当于开路，图2-2可以等 效为图2-4(a)所示电路，该电路称为基本共发射极放大电路的直 流通道。在直流状态下，三极管各极的电流和各极之间的电压分 别为：基极电流IBQ，集电极电流ICQ，基极与发射极之间的电压 UBEQ，集电极与发射极之间的电压UCEQ。这几个值反映在输入、输 出特性曲线上(如图2-4(b)所示)是一个点，所以称其为静态工作 点，具体计算方法将在2.2节介绍。
iC＝ iB＝ (IBQ＋ib)＝ICQ＋ic
7
图2-1
8
(4)电阻Rs和电源us：信号源，给输入回路提供被放大的信号 ui。
(5)电源EC：集电极电源。通过RB给发射结加正向偏置电压， 给基极回路提供偏置电流IBQ；通过RC给收集结加反向偏置电压， 给集电极回路提供偏置电流ICQ。三极管放大交流信号时把EC的直 流能量转变成交流能量，而三极管本身并不产生能量。
工程实际中绘制电路图时往往省略电源不画，将图2-1(a)画 成图2-2的形式，其电源EC用电压UCC表示，这两个电路图的实际 结构形式完全相同。由PNP型三极管构成的基本共发射极放大电 路如图2-3所示，其与NPN型电路的不同之处是电源电压UCC为负值， 电容C1、C2的极性调换，以后我们在绘制电路图时都将按这种形 式绘制。
(6)电阻RL：负载电阻。消耗放大电路输出的交流能量，将 电能转变成其他形式的能量。
9
(7)电容C1、C2：耦合电容，起隔直导交的作用。C1是基极回 路输入耦合电容，通过C1引入交流输入信号ui；C2是集电极输出 耦合电容，通过C2从uCE中取出交流成分uo，提供给负载RL。在分 析放大电路的过程中，一般认为C1、C2对交流的阻碍作用为零， 即B、E极间电压uBE中的交流分量等于ui；C、E极间电压uCE的交流 分量等于uo。
图2-2
11
图2-3
12
2.1.2 放大电路的工作原理 1.静态工作原理 所谓静态，是指输入交流信号ui＝0时的工作状态。此时，
耦合电容C1、C2不能通过直流电流，其相当于开路，图2-2可以等 效为图2-4(a)所示电路，该电路称为基本共发射极放大电路的直 流通道。在直流状态下，三极管各极的电流和各极之间的电压分 别为：基极电流IBQ，集电极电流ICQ，基极与发射极之间的电压 UBEQ，集电极与发射极之间的电压UCEQ。这几个值反映在输入、输 出特性曲线上(如图2-4(b)所示)是一个点，所以称其为静态工作 点，具体计算方法将在2.2节介绍。
iC＝ iB＝ (IBQ＋ib)＝ICQ＋ic
7
图2-1
8
(4)电阻Rs和电源us：信号源，给输入回路提供被放大的信号 ui。
(5)电源EC：集电极电源。通过RB给发射结加正向偏置电压， 给基极回路提供偏置电流IBQ；通过RC给收集结加反向偏置电压， 给集电极回路提供偏置电流ICQ。三极管放大交流信号时把EC的直 流能量转变成交流能量，而三极管本身并不产生能量。
工程实际中绘制电路图时往往省略电源不画，将图2-1(a)画 成图2-2的形式，其电源EC用电压UCC表示，这两个电路图的实际 结构形式完全相同。由PNP型三极管构成的基本共发射极放大电 路如图2-3所示，其与NPN型电路的不同之处是电源电压UCC为负值， 电容C1、C2的极性调换，以后我们在绘制电路图时都将按这种形 式绘制。
(6)电阻RL：负载电阻。消耗放大电路输出的交流能量，将 电能转变成其他形式的能量。
9
(7)电容C1、C2：耦合电容，起隔直导交的作用。C1是基极回 路输入耦合电容，通过C1引入交流输入信号ui；C2是集电极输出 耦合电容，通过C2从uCE中取出交流成分uo，提供给负载RL。在分 析放大电路的过程中，一般认为C1、C2对交流的阻碍作用为零， 即B、E极间电压uBE中的交流分量等于ui；C、E极间电压uCE的交流 分量等于uo。
模电课件-第二章-基本放大电路
iB
iC
IBQ
Q
ICQ
uBE UBEQ
Q
uCE UCEQ
二、放大电路的工作原理及波形分析
iB
iC
ib t
ic
Q
t
ib t
ube uBE
假设uBE有一微小的变化
t
uCE怎么变化
uCE
iC
ic t
uce t
uCE的变化沿一 条直线
uce=Ec-icRc
uCE uce相位如何
uce与ui反相！
各点波形
RB RC IC
2. UCE=EC–ICRC 。
EC IC
与输出 特性的
UCE
RC
交点就 是Q点
直流通道
直流 负载线
Q IB
UCE EC
二、交流负载线 ic
uce
uo
ui
RB
RC RL
交流通路
ic 1
uce
RL
其中： RL RL // RC
iC 和 uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系
设置Q点的原因
iC
+EC
t
RB
RC
C1 iB
iC C2
ui
ui
iB
uC uC
t
uo
uo
t
t
t
通过波形分析，可得如下结论：
1. ui uBE iB iC uCE |-uo|
2. uo与ui相位相反；
三极管的电流 放大作用
这就是基本共射放大电路的工作原理。
总结正常放大电路的特点：
交流（信号）设定直流量 交、直流叠加 放大，隔直 交流
I
U
模拟电子技术第二章.pptx
AB L 断断 灭 断合 灭
合断 灭 合合 亮
逻辑功能：“有0出0，全1出1”
逻辑函数式 F A B AB ——逻辑乘
3
⑤与门的逻辑符号
A B
&
F 国标
A B
F 曾用
A B
F 美国
2.或运算逻辑
（决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或 一个以上具备时，事件就会发生的逻辑关系。）
真值表
A
AB F
(2) 逻辑表达式： F = A⊙B = A B + A B (3) 逻辑符号
A B
=
A FB
.
A FB
F
异或、同或逻辑的公式
A⊕B=A⊙B A⊙B=A⊕B A⊕ B=A⊕B A⊙ B=A⊙B A⊕A= 0 A⊕A= 1 A⊕0= A A⊕1= A A⊙A= 1 A⊙A= 0 A⊙0=A A ⊙1= A 偶数个1相异或等于 0 奇数个1相异或等于 1 偶数个0相同或等于 1 奇数个0相同或等于 0
若某一项的部分因子是另一项的反，则该 部分因子可消去。 4. 多余项（生成项）公式
AB + AC + BC = AB +AC 证明：AB + AC + BC = AB + AC + ( A + A )BC
= AB + AC + ABC + ABC = AB + AC
2.4 逻辑代数的基本规则
2.4.1 代入规则： 适用于等式
逻辑函数：如果输入逻辑变量 A、B、C ∙ ∙ ∙的取值
确定之后，输出逻辑变量 F的值也被唯
一确定，则称 F是 A、B、C ∙ ∙ ∙的逻辑
模拟电子技术 康华光 第2章 ppt
C 1uF
Vi1
1V
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
0
1s
2s
3s
4s
t t
Vi2
0
+
Vo
-1V
-
Vo
0
t
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
C 1uF
+
Vo
-
Vi1 Vi2 i f i1 i 2 R1 R 2 1 解: Vo C i f dt
VO
1 1 V dt Vi2dt i1 R 1C R 2C
（2）当负载RL变化时，Vo会随之 变化吗？
4、电路如图所示
（1）写出uO与uI1、uI2的运算关系式； （2）当RW的滑动端在最上端时，若uI1＝10mV，uI2＝20mV，则 uO＝？ （3）若uO的最大幅值为±14V，输入电压最大值 uI1max＝10mV， uI2max＝20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性 区，R2的最大值为多少？
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5 Vi1dt 10 Vi2dt t 1s V O 5V t 2 s VO 0V t 3 s VO 5V t 4 s VO 10V
Δ
uo2
1、判断下列说法是否正确 （1）处于线性工作状态下的集成运放，反相输入端 可按“虚地”来处理。（ ）
（2）处于线性工作状态的实际集成运放，在实现信 号运算时，两个输入端对地的直流电阻必须相等， 才能防止输入偏置电流IB带来运算误差。（ ）
Vi1
1V
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
0
1s
2s
3s
4s
t t
Vi2
0
+
Vo
-1V
-
Vo
0
t
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
C 1uF
+
Vo
-
Vi1 Vi2 i f i1 i 2 R1 R 2 1 解: Vo C i f dt
VO
1 1 V dt Vi2dt i1 R 1C R 2C
（2）当负载RL变化时，Vo会随之 变化吗？
4、电路如图所示
（1）写出uO与uI1、uI2的运算关系式； （2）当RW的滑动端在最上端时，若uI1＝10mV，uI2＝20mV，则 uO＝？ （3）若uO的最大幅值为±14V，输入电压最大值 uI1max＝10mV， uI2max＝20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性 区，R2的最大值为多少？
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5 Vi1dt 10 Vi2dt t 1s V O 5V t 2 s VO 0V t 3 s VO 5V t 4 s VO 10V
Δ
uo2
1、判断下列说法是否正确 （1）处于线性工作状态下的集成运放，反相输入端 可按“虚地”来处理。（ ）
（2）处于线性工作状态的实际集成运放，在实现信 号运算时，两个输入端对地的直流电阻必须相等， 才能防止输入偏置电流IB带来运算误差。（ ）
模拟电子技术第二章学习课件[1]
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
• 2.4.2 应用举
例二极管电路分析
•定性分析：判断二极管的工作状态
•导通 截止
• 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，
反向截止时二极管相当于断开。
•否则，正向管压降
•硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
• 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 •的高低或所加电压UD的正负。
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
• 2.3.1 半导体二极管的结
• 在构PN结上加上引线和封装，就成为一个二极
管。二极管按结构分有点接• 触型P、N结面面接积触小型，和结平电
面型三大类。
容小，用于检波和变频等
高频电路。
•(1) 点接触型二极管
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•二极管的结构示意图
•(a)点接触型
•空穴的移动
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
•本征半导体中电流由两部分组成： • 1. 自由电子移动产生的电流。 • 2. 空穴移动产生的电流。
•本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
•温度越高，载流子的浓度越高。因此本征 半导体的导电能力越强，温度是影响半导体 性能的一个重要的外部因素，这是半导体的 一大特点。
压增加到一定数值时， 反向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。
•热击穿——不可逆
• 雪崩击穿 • 电击穿——可逆
• 齐纳击穿
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
•2.3 半导体二极管
• 2.3.1 半导体二极管的结构 • 2.3.2 二极管的伏安特性 • 2.3.3 二极管的参数
模拟电子技术基础复习课件(高等教育出版社)第二章 二极管及基本电路
第二章第二章二极管及基本电路模拟电子技术基础第二章二极管及基本电路一、半导体的基本知识二、PN结的形成及特性三、二极管及伏安特性三、二极管的等效模型五、二极管基本电路及分析方法六、特殊二极管一、本征半导体1、半导体、本征半导体导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。
导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。
绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导电。
半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。
本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。
无杂质稳定的结构2、本征半导体的结构共价键：两个原子外层电子的共有轨道由于热运动，具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子自由电子的产生使共价键中留下一个空位置，称为空穴2、本征半导体的结构自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。
温度一定时，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴的浓度加大。
本征半导体中自由电子与空穴的浓度相同。
3、本征半导体中的两种载流子运载电荷的粒子称为载流子。
外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。
由于载流子数目很少，导电性很差。
温度升高，热运动加剧，载流子浓度增大，导电性增强。
热力学温度0K时不导电。
载流子二、杂质半导体5 +杂质半导体主要靠多数载流子导电。
掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。
多数载流子1、N型半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。
掺入的杂质主要是三价或五价元素。
掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。
磷（P）N型半导体主要靠自由电子导电，掺入杂质越多，自由电子浓度越高，导电性越强，3 +多数载流子2、P型半导体硼（B）P型半导体中主要由空穴导电，掺入杂质越多，空穴浓度越高，导电性越强，杂质半导体中，温度变化时载流子的数目同时变化；少子与多子变化的数目相同，少子与多子浓度的变化不相同。
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电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
17.09.2020
6
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
17.09.2020
7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
17.09.2020
u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
17.09.2020
12
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
运算关系的分析方法：节点电流法
17.09.2020
9
同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器
17.09.2020
uOuNuPuI
1) Ri ?Ro ? Ri = ∞， Ro=0
2) uIc ?
uIc = uI
参阅教材P-18，例2.3.2
10
2.3.2 加减运算电路
1. 反相求和
方法一：节点电流法
uN uP 0 iF iR1 iR 2 iR3
u I1 u I2 u I3 R1 R2 R3
17.09.2020
16
利用积分运算的基本关系实现不同的功能
1) 输入为阶跃信号时的输 出电压波形？
2) 输入为方波时的输出电
压波形？
波形
变换
线性积分，
延时
17.09.2020
17
2. 微分运算电路
iR
iC
C
duI dt
uO
iR R
RC
duI dt
为了克服集成运放
的阻塞现象和自激振
荡，实用电路应采取
i1i2i3i4
uI1uPuI2uPuI3uPuP
R 1
R 2
R 3 R 4
必不可 少吗？
u R I11 u R I22 u R I33(R 1 1R 1 2R 1 3R 1 4)uP
u P R P (u R I 11 u R I22 u R I 3 ) 3 (R P R 1 ∥ R 2 ∥ R 3 ∥ R 4 ) u O (1 R R f)u P R R R fR P (u R I1 1 u R I2 2 u R I33 )
同理可得， uI2、 uI3单独作用时的uO2、 uO3，形式 与uO1相同， uO =uO1+uO2+uO3 。
物理意义清楚，计算麻烦！
在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结
果简单明了，易于计算。教材P-20页，例2.3.3
17.09.2020
13
2. 同相求和
设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
措施。
限制输
入电流
17.09.2020
限制输出 电压幅值 滞后补偿
18
利用微分运算的基本关系实现不同的功能
1) 输入为方波时的输出电 压波形？
2) 输入为正弦波时的输出 电压波形？
波形 变换
移相
17.09.2020
19
讨论：电路如图所示
（1）组成哪种基本运算电路？与用一个运放组成 的完成同样运算的电路的主要区别是什么？
第二章
集成运放及其基本应用
17.09.2020
1
2.2 集成运算放大器
一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路
17.09.2020
2
2.2.1 概述
1. 电子系统简介
传感器 接收器
隔离、滤 波放大、 阻抗变换
运算、转 换、比较
功率放 大A/D 转换
17.09.2020
uORf (uRI11uRI22uRI33)
与反相求和运算电路 的结果差一负号
17.09.2020
14
3. 加减运算 利用求和运算电路的分析结果
设 R1∥ R2∥ Rf＝ R3∥ R4 ∥ R5
uORf (u RI33u RI44u RI11u RI22)
若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5，uO＝?
uORRf (uI2uI1)
实现了差分
放大电路
17.09.教2020材P-21、22页，例2.3.4、2.3.5
15
2.3.3 积分运算电路和微分运算电路
1. 积分运算电路
iC
iR
uI R
1
uOuCC
uI R
uO
1 RC
uI
uOR1Ct1 t2uIuO(t1)
若 u I在 t1 ～ t2 为常 u O 量 R 1u C I ， (t2 t1 ) 则 u O (t1 )
2.2.4 理想运放的两个工作区 1. 工作在线性区的特点
电路特征：引入电压负反馈。
uO＝Aod(uP－ uN)
无源网络
17.09.2020
1）因为uO为有限值， Aod＝∞， 所以 uN－uP＝0，即
uN＝uP…………虚短路
2）因为rid＝∞，所以 iN＝iP＝0………虚断路
5
2. 工作在非线性工作区特点
uOiFRf Rf(u R I1 1u R I22u R I33)
17.09.2020
11
方法二：利用叠加原理
首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后 将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输 出电压。
uO1
Rf R1
uI1
同理可得
u O2
Rf R2
u I2
u O3
Rf R3
u
I3
3
2.2.2 集成运放的符号及其电压传输特性
符号
电压传输特性
uO
反相输入端
+V CC
+UOM
u
_
N
A
uP
+
uO
同相输入端
-VCC
0
uPuN)
集成运放的输出电压uO 与输入电压（uP-uN）之间 的关系曲线。
17.09.2020
4
2.2.3 理想运放的参数特点
Aod、 rid 、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、 失调电流及其温漂、噪声均为0。
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
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2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
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1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
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u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
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2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
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2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
运算关系的分析方法：节点电流法
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同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器
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uOuNuPuI
1) Ri ?Ro ? Ri = ∞， Ro=0
2) uIc ?
uIc = uI
参阅教材P-18，例2.3.2
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2.3.2 加减运算电路
1. 反相求和
方法一：节点电流法
uN uP 0 iF iR1 iR 2 iR3
u I1 u I2 u I3 R1 R2 R3
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利用积分运算的基本关系实现不同的功能
1) 输入为阶跃信号时的输 出电压波形？
2) 输入为方波时的输出电
压波形？
波形
变换
线性积分，
延时
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2. 微分运算电路
iR
iC
C
duI dt
uO
iR R
RC
duI dt
为了克服集成运放
的阻塞现象和自激振
荡，实用电路应采取
i1i2i3i4
uI1uPuI2uPuI3uPuP
R 1
R 2
R 3 R 4
必不可 少吗？
u R I11 u R I22 u R I33(R 1 1R 1 2R 1 3R 1 4)uP
u P R P (u R I 11 u R I22 u R I 3 ) 3 (R P R 1 ∥ R 2 ∥ R 3 ∥ R 4 ) u O (1 R R f)u P R R R fR P (u R I1 1 u R I2 2 u R I33 )
同理可得， uI2、 uI3单独作用时的uO2、 uO3，形式 与uO1相同， uO =uO1+uO2+uO3 。
物理意义清楚，计算麻烦！
在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结
果简单明了，易于计算。教材P-20页，例2.3.3
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2. 同相求和
设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
措施。
限制输
入电流
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限制输出 电压幅值 滞后补偿
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利用微分运算的基本关系实现不同的功能
1) 输入为方波时的输出电 压波形？
2) 输入为正弦波时的输出 电压波形？
波形 变换
移相
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讨论：电路如图所示
（1）组成哪种基本运算电路？与用一个运放组成 的完成同样运算的电路的主要区别是什么？
第二章
集成运放及其基本应用
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2.2 集成运算放大器
一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路
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2
2.2.1 概述
1. 电子系统简介
传感器 接收器
隔离、滤 波放大、 阻抗变换
运算、转 换、比较
功率放 大A/D 转换
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uORf (uRI11uRI22uRI33)
与反相求和运算电路 的结果差一负号
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3. 加减运算 利用求和运算电路的分析结果
设 R1∥ R2∥ Rf＝ R3∥ R4 ∥ R5
uORf (u RI33u RI44u RI11u RI22)
若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5，uO＝?
uORRf (uI2uI1)
实现了差分
放大电路
17.09.教2020材P-21、22页，例2.3.4、2.3.5
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2.3.3 积分运算电路和微分运算电路
1. 积分运算电路
iC
iR
uI R
1
uOuCC
uI R
uO
1 RC
uI
uOR1Ct1 t2uIuO(t1)
若 u I在 t1 ～ t2 为常 u O 量 R 1u C I ， (t2 t1 ) 则 u O (t1 )
2.2.4 理想运放的两个工作区 1. 工作在线性区的特点
电路特征：引入电压负反馈。
uO＝Aod(uP－ uN)
无源网络
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1）因为uO为有限值， Aod＝∞， 所以 uN－uP＝0，即
uN＝uP…………虚短路
2）因为rid＝∞，所以 iN＝iP＝0………虚断路
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2. 工作在非线性工作区特点
uOiFRf Rf(u R I1 1u R I22u R I33)
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方法二：利用叠加原理
首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后 将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输 出电压。
uO1
Rf R1
uI1
同理可得
u O2
Rf R2
u I2
u O3
Rf R3
u
I3
3
2.2.2 集成运放的符号及其电压传输特性
符号
电压传输特性
uO
反相输入端
+V CC
+UOM
u
_
N
A
uP
+
uO
同相输入端
-VCC
0
uPuN)
集成运放的输出电压uO 与输入电压（uP-uN）之间 的关系曲线。
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2.2.3 理想运放的参数特点
Aod、 rid 、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、 失调电流及其温漂、噪声均为0。