集成运放教案

第4章集成运算放大器

本章要求：1．了解集成运算放大电路的组成与特点。

2．熟悉运算放大器的图形符号和工作特点。

3．掌握运算放大器闭环和开环状态下的分析方法。

4．熟悉单门限比较器、双门限比较器的组成和工作原理。本章重点：集成运放的符号、特点及其分析方法。

本章难点：集成运放的线性和非线性应用。

教学时数：4学时

教学方法：自学+多媒体教学

集成运算放大器简介

一、集成运算放大器的组成

1、输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放。

2、中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。

3、输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。

4、偏置电路：向集成运放内部各级电路提供即合适又稳定的静态工作点电流，一般由各种电流源电路构成。

二、集成运放电路的图形符号及外形

三、集成运放的理想化条件

1、开环电压放大倍数趋于无穷，A

uo

。

2、差模输入电阻趋于无穷， r

id

。

3、开环输出电阻趋于0， r

o

0 。

4、共模抑制比趋于无穷， K

CMR 。

教学方法说明

导入新课：

利用多媒

体演示实际生产生

活中集成运算放大

器的外形和应用实

例。

在讲集成运放

的符号时，注意提

醒学生旧的或国外

的其他画法，如三

角形画法。注意讲

清符号中各个部分

的含义。

三、理想运放的两个重要结论

1、虚短----净输入电压u p－u N=0，即u p=u N 。

2、虚断----两个输入端的输入电流为零，即i p=i N=0。小结：

1、集成运算放大电路的组成及各部分电路的作用。

2、集成运算放大电路的图形符号及含义。

3、集成运算放大电路的理想化条件。

4、虚断和虚短。

布置作业：看书

集成运放的线性应用

对于理想运放的“虚断”和“虚短”，要说清物理含义，阐明来龙去脉。

一、比例运算电路 1、反相比例运算 （1）电路组成：

----输入信号和反馈信号都加在集成运放的反相输入端。 * Rf 为反馈电阻。

* R2为平衡电阻，取值为R2=R1 2、当输入电压u i 小于参考电压U R ，即u i

二、过零电压比较器

当 u i > 0 时，u o1 =+U o ； 当 u i < 0 时，u o1 =-U o 。

3、单限电压比较器

4、滞回电压比较器

当 uo = + Uo(sat)， 则 当 uo = – Uo(sat)， 则

上门限电压 U'+ ： ui 逐渐增加时的门限电压 下门限电压U"+： ui 逐渐减小时的门限电压

复习虚短和虚断的特点。

引导学生自行推出反相比例运算的特点。

引导学生根据反相比例运算电路的推导过程，来推出同相比例运算的输出和输入的关系及电路特点。

)///(3i32i21i1f o R U R U R U R R i U f f ++-=-=321i i i i f ++=)(i3i2i1f o U U U R R U ++-=)(i3i2i1o U U U U ++-=)(i1i21f o U U R R U -=⎰-=dt i o u RC 1u dt du RC i -=o u

小结：

电压比较器的工作原理。

布置作业：看书

集成运放的使用

一、使用前注意事项

1、辨认引脚，以便正确连线。

2、用万用表的电阻档，对照引脚测试有无短路和断路现象。

3、多余内部无自动稳零措施的运放需外加调零电路，使之在输入信号为零时输出电压也为零。

3、对于单电源供电的运放，有时还需要在输入端加直流偏置电压，设置合适的静态输出电压，以便能放大正负两个方向的变化信号。

4、为防止电路产生自激振荡，在集成运放的电源端加上去耦电容，有的还需要外接补偿电容。

二、集成运放的保护问题

1、电源保护

----要注意二极管的反向工作电压必须高于电源电压

2、输入保护

----措施是在输入电路上接入二极管 V1、V2。

复习基尔霍夫定律。

学生自行分析输出与输入的关系。

复习叠加原理的解题方法。

教师引导

3、输出保护

----在集成运放输出电路上反向串联两只稳压二极管 V1 和 V2 ，即可构成对集成运算放大器的输出保护电路，

三、集成运放的正确选择

1、没有特殊要求的场合，应尽量选用通用型集成运放；

2、当一个系统中使用多个运放时，应尽量选用多运放集成电路。

小结：

1、集成运放的使用注意事项。

2、集成运放的保护。

布置作业：看书

教师引导

教师提问，学生回答。

自学内容

想一想：在前面的学习过程中，是否见过函数信号发生器它有什么样的功能

提醒学生注意电路特点，引导学生抓住集成运放非线性特点，自己进行电路分析。

学生自行分析工作原理。

提醒学生：

（1）双门限电压比较器在两种输出状态下有各自的门限电压。

（2）当输入信号超过回差电压时。输出才会反转。可大大提高抗干扰能力。避免误触发。