第16章集成运算放大器92696
第16章教案 电工学 电子技术(第七版) 秦曾煌
第16章 集成运算放大器
1 第16章 集成运算放大器
本章要求
1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。
2. 理解运算放大器的电压传输特性，掌握其基本分析方法。
3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器的工作原理。
4. 理解电压比较器的工作原理和应用。
本章重点
理想运放的传输特性、运放电路的分析方法。
本章难点
运放电路的分析方法。
教学方法
讲授法、演示法、练习法
教学手段
多媒体教学
教学时数
6学时
学时分配
内 容 学 时
16.1 集成运算放大器的简单介绍
16.2 运算放大器在信号运算方面的应用 2
16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 2
16.5 使用运算放大器应注意的几个问题 2
第16章 集成运算放大器
2 16.1 集成运算放大器的简单介绍
前面讲述的是分立元件以及用分立元件组成的电路。本章讲述一种发展最早的集成电路－－集成运算放大器。
集成电路的问世标志了电子技术进入微电子学时代。按功能划分，可分为数字集成电路和模拟集成电路；按集成度划分，可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。
集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
16.1.1 集成运算放大器的特点
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
Auo 高: 80dB~140dB 集成运放的符号：
rid 高: 105 ~ 1011
ro 低: 几十 ~ 几百
KCMR高: 70dB~130dB
16.1.2 电路的简单说明
外形及管脚的作用
2—反相输入端
3--同相输入端
6--输出端
4--正电源端
7--负电源端
1、5--接调零电位器
8--闲置端（NC）
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 。
第十六讲集成运算放大器
第十六讲集成运算放大器
第18章直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成18.2滤波器18.2.1电容滤波器1.电路结构例：18.
3直流稳压电源18.3.1稳压管稳压电路2.工作原理18.3.1稳压管稳压电路2.工作原理3.参数的
选择例1：有一稳压管稳压电路，负载电阻RL由开路变到3k?，交流电压经过整流滤波后得出UI＝30V。要求输出直流电压Uo＝12V
，试选择稳压二极管DZ。18.3.3串联型稳压电路1.电路结构18.3.3串联型稳压电路1.电
路结构18.3.3串联型稳压电路1.电路结构18.3.3串联型稳压电路1.电路结构18.3.
3串联型稳压电路1.电路结构2.稳压过程3.输出电压及调节范围18.3.4集成稳压电源1.
分类2.外形及引脚功能3.性能特点（7800、7900系列）输出电流超过1.5A（加散热器）不需要外接元件内
部有过热保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差为4%4.主要参数(2)同时输出正、负电压的电路作业
习题18.3.118.3.6UXX:为W78XX固定输出电压UO=UXX+UZ（3）提高输出电压的电路CO
W78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_IO=I2+IC（
4）提高输出电流的电路当IO较小时，UR较小，T截止，IC=0。COW78XXCiUI+_+_
UO123RURICI2IOT+–当IO>IOM时，UR较大，T导通，IO=IOM
+ICR可由功率管T的UBE和稳压器的IOM确定,即R?UBE/IOM。6.三端可调输出集成稳
压器的应用调节R1和R2的比值，便可调节输出电压Uo的大小。COW78××CiUi+_+
_UO123R1R2R3U××R4?–+++_1．整流电路（利用二极管的单向导电性）
半波整流：Uo=0.45U桥式整流：Uo=0.9U2．滤波电路 电容滤波（半波整流）：Uo=U
电容滤波（桥式整流）：Uo=1.2U3．稳压电路稳压管稳压电路：UO=UZ串联式稳压电路：
第16章习题_集成运放-理想集成运放例题
1
16-001、同相比例运算放大电路通常比反相运算放大电路输入阻抗 。
16-002、设图中A为理想运放，请求出各电路的输出电压值。(12分)
U016V U026V U03V U0410V U052V
U062V
16-003、在图示电路中，设A1、A2、A3均为理想运算放大器，其最大输出电压幅值为±12V。
1． 试说明A1、A2、A3各组成什么电路？
2． A1、A2、A3分别工作在线形区还是非线形区？
3． 若输入为1V的直流电压，则各输出端uO1、uO2、uO3的电压为多大？（10分）
Uo3 Uo1 Uo2 20k 10k
2V
(1) A + + 8
2V
(2) 10k 20k
A + + 8
2V 1V
(3) 20k
10 k A + + 8
(4) 2V
3V Uo4 20k
10k
10 k
20k A + + 8
(5) 2V
Uo5 20k
A + + 8
Uo6
(6) 2V 20k
A + + 8
A1 + + 8
A2 + + 8 A3 + + 8 R2
k
k R1
uI uO3
uO2 uO1 R3 k
R4 k
R’ ±6V
2
1．A1组成反相比例电路，A2组成过零比较器，A3组成电压跟随器；
2．A1和A3工作在线性区，A2工作在非线性区；
3．uO1 = -10V，uO2 = -12V，uO3 = -6V。
3
16-301、试求图P7.8所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图P7.8
解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：
（a）fffOI1I2I3I1I2131212(1)225//RRRuuuuuuuRRRR
第16章集成运算放大器试题及答案
题目编号:14254 知识点:16集成运算放大器 题型:单项选择题 难度:中
集 成 运 算 放 大 器 是 ( ) 。
A. 直 接 耦 合 多 级 放 大 器 B. 阻 容 耦 合 多 级 放 大 器 C. 变 压 器
耦 合 多 级 放 大 器
【答案】A
======================================================================
题目编号:14255 知识点:16集成运算放大器 题型:单项选择题 难度:中
集 成 运 放 级 间 耦 合 方 式 是 ( ) 。
A. 变 压 器 耦 合 B. 直 接 耦 合 C. 阻 容 耦 合
【答案】B
======================================================================
题目编号:14256 知识点:16集成运算放大器 题型:单项选择题 难度:中
集 成 运 算 放 大 器 对 输 入 级 的 主 要 要 求 是（ ）。
A. 尽 可 能 高 的 电 压 放 大 倍 数
B. 尽 可 能 大 的 带 负 载 能 力
C. 尽 可 能 高 的 输 入 电 阻， 尽 可 能 小 的 零 点 漂 移
【答案】C
======================================================================
题目编号:14257 知识点:16集成运算放大器 题型:单项选择题 难度:中
集 成 运 算 放 大 器 输 出 级 的 主 要 特 点 是（ ）。
A. 输 出 电 阻 低， 带 负 载 能 力 强
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第16章 16章 集成运算放大器
复习： 复习：运算放大器在信号运算方面的运用
一、比例运算
1. 反相比例运算 + ui – 2. 同相比例运算 R1 R2 RF R1 R2 – +
RF – +
+ uo –
u R o F A f = =1+ u u R + i 1
ui –
+ uo –
二、加法运算电路
1. 反相加法运算电路
ui2 ui1
Ri2 Ri1 R2 R1
RF – +
RF RF uo = ?( ui1 + ui 2 ) Ri1 Ri 2
2. 同相加法运算电路 ui1 ui2
RF – + +
+ uo –
Ri1 Ri2 第 2 页 + uo –
R R2 R1 F i i uo =(1+ )( ui1 + ui2) R R1 + R2 R1 + R2 1 i i i
i
三、减法运算电路
RF + ui1 + ui2 R2 – – R1 – + + R3
+ uo –
R R R F 3 uo =(1+ ) ui2 ? F ui1 R R +R R 1 2 3 1
分析方法： 分析方法：利用叠加原理 减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相 比例运算电路的叠加。 比例运算电路的叠加。
16.2.4 积分运算电路
if + ui – i1 R1 R2 uC C + – F – +
1 uo = ? ∫uidt RCF 1
+ uo –
在分析积分电路注意的问题： 在分析积分电路注意的问题：
第16章习题_集成运放-理想集成运放例题 2
.
精品
16-001、同相比例运算放大电路通常比反相运算放大电路输入阻抗 。
16-002、设图中A为理想运放，请求出各电路的输出电压值。(12分)
U016V U026V U03V
U0410V U052V U062V
16-003、在图示电路中，设A1、A2、A3均为理想运算放大器，其最大输出电压幅值为±12V。
1． 试说明A1、A2、A3各组成什么电路？
2． A1、A2、A3分别工作在线形区还是非线形区？
3． 若输入为1V的直流电压，则各输出端uO1、uO2、uO3的电压为多大？（10分）
Uo3 Uo1 Uo2 20k 10k
2V
(1) A + + 8
2V
(2) 10k 20k
A + + 8
2V 1V
(3) 20k
10 k A + + 8
(4) 2V
3V Uo4 20k
10k
10 k
20k A + + 8
(5) 2V
Uo5 20k
A + + 8
Uo6
(6) 2V 20k
A + + 8
A1 + + 8
A2 + + 8 A3 + + 8 R2
k
k R1
uI uO3
uO2 uO1 R3 k
R4 k
R’ ±6V .
精品
1．A1组成反相比例电路，A2组成过零比较器，A3组成电压跟随器；
2．A1和A3工作在线性区，A2工作在非线性区；
3．uO1 = -10V，uO2 = -12V，uO3 = -6V。
.
精品 16-301、试求图P7.8所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图P7.8
解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：
（a）fffOI1I2I3I1I2131212(1)225//RRRuuuuuuuRRRR
（b）
3fff2OI1I2I3I1I2131123123(1)(1)1010RRRRRuuuuuuuRRRRRRR.
集成运算放大器习题解答
第1章 集成运算放大器习题解答
1．1 在图P1.1所示的电路中，运算放大器的开环增益A是有限的，MR11，KR12。当Vvi0.4时，测得输出电压为Vvo0.4，则该运算放大器的开环增益A为多少？
A iv1R2Rov
图P1.1
解：VvRRRvi100144101010633212，100110014400vvvvvA
1．2 假设图P1.2所示电路中的运算放大器都是理想的，试求每个电路的电压增益iovvG，输入阻抗iR及输出阻抗oR。
A ∞
(a) ivK10oviRoRK100A ∞
(b) ivK10oviRoRK100A ∞
(c) ivK10oviRoRK100A ∞
(e) ivK10oviRoRA ∞
(d) iv50oviRoRK100A ∞
(f) ivK10oviRoRK100K10K10
图P1.2 解： （a）01010OiRKRG，，
（b）01010OiRKRG，，
（c）01010OiRKRG，，
（d）00OiRRG，，
（e）0100OiRKRG，，
（f）501010OiRKRG，，
1.3有一个理想运算放大器及三个K10电阻，利用串并联组合可以得到最大的电压增益G（非无限）为多少？此时对应的输入阻抗为多少？最小的电压增益G（非零）为多少？此时对应的输入阻抗为多少？要求画出相应的电路。
解：最大的电压增益可以采用同相放大器形式，如下图（a），其电压增益为3，对应的输入阻抗为无穷大；
最小的电压增益可以采用反相放大器形式，如下图（b），其电压增益为0.5，对应的输入阻抗为K10或K5；
A ∞
(a) ivK10oviRA ∞
(b) ivK10oviRK10K10K10A ∞
ivK10oviRK10K10K10A ∞ ivK10oviRK10K10