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集成运算放大器&电压比较器&电压跟随器

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第11章 集成运算放大器及其应用

第11章 集成运算放大器及其应用

上式表明，差动放大电路的差模电压放大倍数和 单管放大电路的电压放大倍数相同。多用一个放大管 后，虽然电压放大倍数没有增加，但是换来了对零漂 的抑制。这正是差动放大电路的优点。
差动放大电路对共模输入信号的放大倍数叫做共 模电压放大倍数，用Auc表示，可以推出，当输入共 模信号时，Auc为
Au c u o u C1 u C 2 0 0 ui c ui1 ui1
由于集成运放的电压放大倍数Ao d和输入电阻Ri d 都非常大（理想情况下，两者约等于∞），于是可以 推得 u u
i i 0
注意：“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线 性区时的两个重要特点。这两个特点常常作为今后分 析运放应用电路的出发点，因此必须牢固掌握。
（2）集成运放工作在非线性区的特性 如果运放的工作信号超出了线性放大范围，则输 出电压与输入电压不再满足式（11-1），即uo不再随 差模输入电压（u+ - u -）线性增长，uo将达到饱和。 此时集成运放的输出电压uo只有两种取值：或等于运 放的正向最大输出电压+UOM，或等于其负向最大输 出电压-UOM，具体为 当u + ＞u - 时，uo = +UOM 当u + ＜u - 时，uo = -UOM 另外，因为集成运放的输入电阻Ri d很大，故在 非线性区仍满足输入电流等于零，即式（11-3）对非 线性工作区仍然成立。
有时，为了简化起见，常常不把恒流源式差动放 大电路中恒流管T3的具体电路画出，而采用一个简化 的恒流源符号来表示，如图11-7所示。
二、输出级——功率放大电路 集成运放的输出级是向负载提供一定的功率，属 于功率放大，一般采用互补对称的功率放大电路。 1. 功率放大电路的特点 （1）因为信号的幅度放大在前置电路中已经完成， 所以功率放大电路对电压放大倍数并无要求。由于射 极输出器的输出电流较大，能使负载获得较大输出功 率，并且它的输出电阻小，带负载能力强，因此通常 采用射极输出器作为基本的功率放大电路。不过单个 的射极输出器对信号正负半周的跟随能力不同，在实 用的功率放大电路中大多采用双管的互补对称电路形 式。

第二章_集成运算放大器

第二章_集成运算放大器
RF。根据集成运算电路i1 的 “if 虚断”和“虚短”可得： u u 0
集成运算放大器
由图2-7可得：
i1
ui
u R1
ui R1
if
u uo RF
uo RF
由此得出：uo
RF R1
ui
该电路的闭环电压放大倍
数为：
Auf
uo ui
RF R1
图2-7 反相比例运算电路
集成运算放大器
电阻。如采用恒流源代替Rc,一般的中间放大级的电压增益
可达到60dB以上。
第三部分为输出级。其主要任务是输出足够大的电流， 能提高带负载能力。所以该级应具有很低的输出电阻和很高 的输入电阻，一般采用射极输出器的方式。
集成运算放大器
2.2 外形与符号 集成运放的外形有圆形、扁平形和双列直插式三种，如
开环是指运放未加反馈回路时的状态，开环状态下的差
模电压增益叫开环差模电压增益Aud。Aud＝uod/uid。用分贝表 示 则 是 2 0 lg｜Aud｜(dB)。 高 增 益 的 运 算 放 大 器 的 Aud 可 达 140dB以上，即一千万倍以上。理想运放的Ａud为无穷大。
集成运算放大器
4. 差模输入电阻rid
数为1，这时就成了电压跟随器，如图2-9所示。其输入电阻 为无穷大，对信号源几乎无任何影响。输出电阻为零，为一 理想恒压源，所以带负载能力特别强。它比射极输出器的跟 随效果好得多，可以作为各种电路的输入级、中间级和缓冲 级等。
该电路的反馈类型为串联电压负反馈。
集成运算放大器
同相输入比例运算放大电路主要工作特点：
uo Au 0
0
集成运算放大器
即
u u
由于集成开环放大倍数为无穷大，与其放大时的输出电

第六章 集成运算放大器

第六章 集成运算放大器

偏置电路是为集成运算放大器的输入级、中间级和输出级电路 提供静态偏置电流，设置合适的静态工作点。 运算放大器的图形符号如图6-2所示，其中反相输入端用“-”号 表示，同相输入端用“+”号表示 。器件外端输入、输出相应 地用N、P和O表示。
图6-2 运算放大器的图形符号
二、集成运算放大器的主要参数 1. 开环差模电压放大倍数 uo 开环差模电压放大倍数A
图6-4 反馈信号在输出端的取样方式 （a）电压反馈 （b）电流反馈
（4）串联反馈和并联反馈—─反馈的方式 如果反馈信号与输 入信号以串联的形式作用于净输入端，这种反馈称为串联反 馈，如图6-5（a）所示。如果反馈信号与输入信号以并联的 形式作用于净输入端，这种反馈称为并联反馈，如图6-5（b） 所示。可用输入端短路法判别，即将放大电路输入端短路， 如短路后反馈信号仍可加到输入端，则为串联反馈，如短路 后反馈信号仍无法到输入端，则为并联反馈。
图6-7 放大电路的传输特性1—闭环特性 2—开环特性
(3)展宽了通频带 放大器引入负反馈后，虽然放大倍数降低了，但放大器的稳定 性得以提高，由于频率不同而引起的放大倍数的变化也随 之减小。在不同的频段放大倍数的下降幅度不同，中频段 下降的幅度较大，而在低频段和高频段下降的幅度较小， 结果使放大器的幅频特性趋于平缓，即展宽了通频带。
(4)改变了输入输出电阻 负反馈对输入电阻的影响取决于反馈信号在输入端的连接方式。 并联负反馈是输入电阻减小，串联负反馈是输入电阻增大。 负反馈对输出电阻的影响取决于反馈信号在输出端的取样方 式。电压负反馈是输入电阻减小，电流负反馈是输入电阻增 大。电压负反馈有稳定输出电压的作用，电流负反馈有稳定 输出电流的作用。 电压串联负反馈使电压放大倍数下降，稳定了输出电压，改善 了输出波形，增大了输入电阻，减小了输出电阻，扩展了通 频带。电压并联负反馈使电压放大倍数下降，稳定了输出电 压，改善了输出波形，减小了输入电阻，减小了输出电阻， 扩展了通频带。电流串联负反馈使电压放大倍数下降，稳定 了输出电流，改善了输出波形，增大了输入电阻，增大了输 出电阻，扩展了通频带。电流并联负反馈使电压放大倍数下 降，稳定了输出电流，改善了输出波形，减小了输入电阻， 增大了输出电阻，扩展了通频带。

集成 放大器

集成 放大器
6. 嘱所有人不得接触病人及病床，呼叫 “准备除颤”，电极板紧贴皮肤上一并页加下压一页同 返回
第一节 心脏除颤仪
再次观察除颤效果，是否恢复窦性心律， 以及神志、生命体征、皮肤情况，若恢复 窦性心律， 给予持续心电监护。
8. 协助病人取适宜体位，清洁皮肤，安慰 病人，整理床单位。
9. 关闭电源，开关置OFF位置，清洁电极 板和仪器，充电备用。洗手、记录。
上一页 返回
9.2 放大电路中的负反馈
9. 2. 1反馈的基本概念
1.反馈的概念 前面各章讨论放大电路的输人信号与输出信号间的关系时.只
涉及输人信号对输出信号的控制作用.这称做放大电路的正向 传输作用。然而.放大电路的输出信号也可能对输人信号产生 反作用。简单地说.这种反作用就叫做反馈。 引入反馈的放大电路称为反馈放大电路.它由基本放大电路、 反馈网络、输出取样、输人求和四部分组成一个闭合环路.称 为反馈环路只有一个反馈环路组成的放大电路.称为单环反馈 放大电路.如图9-4所示。其中.x1是输人信号;x0是输出信 号;xF是反馈信号;xID是净输人信号。这些电量可以是电压. 也可以是电流。
R波无关，放电由人工控制，可发生在心
动周期的任何时期，按下放电开关即可放
电。心脏除颤仪开机后自动默认为非同步
状态，室颤、室扑急救时切记采用非同步
模式。
上一页 下一页 返回
第一节 心脏除颤仪
心搏骤停（sudden cardiac arrest， SCA）是临床急救医学中最紧急、最严重 的心脏急症，就心搏骤停时的ECG表现形 式而言，72％~80％以上为心室颤动。电 除颤是抢救因室颤而致心搏骤停病人最有 效的方法。而电除颤的时机是治疗心室颤 动的关键，每延迟除颤时间1min，复苏 的成功率将下降7％~10％。在心搏骤停 发生1min、5min、7min、9min、 12min分钟内行电除颤，病人存活率分别 为90％、50％、30％、10％和上一2页％下~一5页％。返回

第8章 集成运算放大器

第8章 集成运算放大器

8.1 集成运算放大器
在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为 集成电路（英文简称IC）。集成电路的体积很小，但性 能却很好。自1959年世界上第一块集成电路问世至今， 只不过才经历了五十来年时间，但它已深入到工农业、 日常生活及科技领域的相当多产品中。例如在导弹、卫 星、战车、舰船、飞机等军事装备中；在数控机床、仪 器仪表等工业设备中；在通信技术和计算机中；在音响、 电视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采 用了集成电路。
③非线性应用下的运放虽然同相输入端和反相输入端信号电压 不等，但由于其输入电阻很大，所以输入端的信号电流仍可视 为零值。因此，非线性应用下的运放仍然具有“虚断”的特点。
④非线性区的运放，输出电阻仍可以认为是零值。此时运放的 输出量与输入量之间为非线性关系，输出端信号电压或为正饱 和值，或为负饱和值。
ui1 R1
，i2
ui2 R2
i3
ui3 R3
，i f
uo RF
因为 i1 i2 i3 i f
将各电流代入 ui1 ui2 ui3 u0
R1 R2 R3
RF
如果
R1 R2 R3
整理上式可得
uo
RF R1
(ui1
ui2
ui3)
若再有 R1 RF 则uo (ui1 ui2 ui3)实现了反相求和运算。
0
u0
t 微分电路可用 于波形变换，
将矩形波变换
u－= u+= “地”
可知
i1
C1
duC dt
C1
dui dt
因为 i1 i f
C1
du i dt
u0 RF

电工电子学_集成运算放大器

电工电子学_集成运算放大器

24


9.3 集成运放在信号运算方面的应用
由于开环电压放大倍数Auo很高，集成运放开环工作时线性区很 窄。因此，为了保证运放处于线性工作区，通常都要引入深度负反馈。 集成运放引入适当的负反馈，可以使输出和输入之间满足某种特定的 函数关系，实现特定的模拟运算。当反馈电路为线性电路时，可以实 现比例、加法、减法、积分、微分等运算。



图9.2.1 反馈放大电路框图

电路中的反馈是指将电路的输出信号（电压或电流）的一部分或全部 通过一定的电路（反馈电路）送回到输入回路，与输入信号一同控制 电路的输出。可用图9.2.1所示的方框图来表示。
16


2. 反馈的分类
（1）正反馈和负反馈 根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。 （2）直流反馈和交流反馈 根据反馈信号的交直流性质，可以将反馈分为直流反馈和交流反馈。 （3）电压反馈和电流反馈 根据输出端反馈采样信息的不同，可以将反馈分为电压反馈和电流反 馈。 （4）串联反馈和并联反馈 根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端联结方式的不同，可以将 反馈分为串联反馈和并联反馈。
9


3. 输入和输出方式
差放电路有双端输入和单端输入两种输入方式。同样也有双端 输出和单端输出两种输出方式。因此，差动放大电路共有四种输入输 出方式。 （1）双端输入双端输出 （2）双端输入单端输出 （3）单端输入双端输出 （4）单端输入单端输出



10


4. 共模抑制比
差动放大电路对差模信号和共模信号都有放大作用，但对差动 放大电路来说，差模信号是有用信号，共模信号则是需要抑制的。因 此要求差放电路的差模放大倍数尽可能大，而共模放大倍数尽可能小。 为了衡量差放电路放大差模信号和抑制共模干扰的能力，引入共模抑 制比作为技术指标，用KCMR表示。其定义为差模电压放大倍数与共 模电压放大倍数之比，即 A （9.1.11） K ud

模拟电子技术 第十章 集成运算放大电路


I I 0
虚断
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
19
什么情况下放工作于非线性区？
运放在非线性区的条件：
电路开环工作或引入正反馈！ iF
ui
UO RF UOPP U+-U-
iI
R1
i+ + i- -
Auo
uO
R
-UOPP
20
实际运放 Auo ≠∞ ，当 u+ 与 u-差值比较小时， 仍有 Auo (u+ u- )，运放工作在线性区。
在运算电路中，无论输入电压，还是输出电压， 均是对“地”而言的。
23
一、比例运算电路
作用：将信号按比例放大。 类型：反相比例放大、同相比例放大。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍
数无关，与输入电压和外围网络有关。
24
一、比例运算电路
1.反相比例运算电路
虚短 虚断
2. 理想运放的输入电流等于零。
对于工作在线性区的应用电路，“虚短”和“虚断”是 分析其输入信号和输出信号关系的基本出发点。
17
如何使运放工作在线性区？
理想运放的线性区趋近于0，为了扩大运放的线性区 或使其具有线性区，需给运放电路引入负反馈： 运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！

但线性区范围很小。
uO
例如：F007 的 UoM = ± 14 V，Auo 2 × 105 ， 线性区内输入电压范围
实际特性
0 u+u
U OM u u Auo 14 V 2 105 70 μV
非线性区

集成运算放大器



A/D转换方法
– 计数法 速度慢 – 双积分式A/D转换器 精度高、干扰小 速度慢 – 逐次逼近式A/D转换器 原理同计数式相似，只是从最高位开始，通过试探值来计数。
例1：ADC0804 （8位,100us,转换精度 ±1LSB,内带可控三态门）。

例2：ADC570 (输入电压：0~10V 或 -5V~+5V）


例3. 8位以上A/D转换器和系统连接。 ADC1210：12位，100us，启动端SC，结束转换CC。

例4. ADC0809: 逐次逼近式8通道8位ADC。

同时有模拟电路和数字电路的系统中地 线的连接
模拟电路 ADC DAC 数字电路
模拟电路 AGND
数字电路 DGND
模拟地
公共接地点
if RF
R1 R2
R3 RP
－ ＋
u0
ui 1 ui 2 ui 3 uo R1 R2 R3 Rf 可得： uo R f ( ui 1 ui 2 ui 3 ) R1 R2 R3 若R1=R2=R3=R，则 u R f ( u u u ) o i1 i2 i3 R
集成运算放大器
1．集成运算放大器概述
集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出 电阻的多级直接耦合放大电路，一般由四部分组成：
输入级：一般是差动放大 器，利用其对称特性可以 提高整个电路的共模抑制 比和电路性能，输入级有 反相输入端“-”、同相 输入端“+”两个输入端； 中间级：的主要作用是
3、差动比例运算电路
R1=R2，R’=RF Uo=-RF/R1(Ui1-Ui2)
差动比例运算电路 又称减法运算电路

第9章 集成运算放大器


输入级一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大 电路，其目的就是减小放大电路的零点漂移、提高输入 阻抗。 中间级的主要作用是电压放大，使整个集成运算放 大器有足够的电压放大倍数。 输出级一般采用射极输出器，其目的是实现与负载 的匹配，使电路有较大的功率输出和较强的带负载能力。
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定合适的偏 置电流，稳定各级的静态工作点，一般由各种恒流源电路 构成。 图9-2所示为 LM 741集成运算放大器的外形和管脚图。 它有8个管脚，各管脚的用途如下: (1)输入端和输出端
第二级为反相电路，则有 R21= RF =100 kΩ 平衡电阻为 Rb2= RF∥R21 =100∥100=50 kΩ
三、减法运算电路
如果两个输入端都有信号输入，则为差分输入。差 分运算在测量和控制系统中应用很多，其放大电路如图 9-12所示。 根据叠加原理可知，uo为ui1和ui2分别单独在反相 比例运算电路和同相比例运算电路上产生的响应之和， 即
四、微分运算电路和积分运算电路
1.微分运算电路 微分运算电路如图9-13（ a）所示。依据 u u ≈0，可得 iR=iC 所以
d(ui u ) u uo C dt，因此称为微分运算电路。 在自动控制电路中，微分运算电路不仅可实现数学 微分运算，还可用于延时、定时以及波形变换。如图913（ b）所示，当ui为矩形脉冲时，则uo为尖脉冲。
（2）集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输 入电流等于零（虚断）因为理想集成运算放大器的 rid→∞，所以由同相输入端和反相输入端流入集成运算 放 大器的信号电流为零，即 i i ≈0
u u
图9-3 理想集成运算放大器 的符号
图9-4 集成运算放大器的电 压传输特性

集成运算放大器


量精度的影响
在集成电路的输入与输出接入不同的反馈网络，可实现不同用途的电路，例如利用集成运算放大器可
4 非常方便的完成信号放大、信号运算(加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等)、信号的处理
(滤波、调制)以及波形的产生和变换
集成运算放大器
01.
集成运算放大器的种类非常多，可适用于不同的场合.运算放大器在电路中发挥重要的 作用，其应用已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域，并将在支持未来技术方面 扮演重要角色
02.
在运算放大器的实际应用中，设计工程师经常遇到诸如选型、供电 电路设计、偏置电路设计、PCB设计等方面的问题
-TLeabharlann ANKS载的电源为可变电压电源，R1负载的电流也是保持固定不变，达到恒流的效果
2 1.9 热电阻测量电路
电路是典型的热电阻 / 电偶的测量电路，其测量思路为：将 1-10mA 的恒流源加于负载，将会在负载
3
上产生一定的电压，将该电压进行有源滤波处理，处理后在进行信号的调整(信号放大或衰减)，最后 将信号送入 ADC 接口。该电路应用时，要注意在输入端施加保护，可以并 TVS，但要注意节电容对测
1.6 滤波器
集成运算放大器
由集成运放可以组成一阶滤波器和二阶滤波器，其中一阶滤波器有20dB每倍频的幅频特 性，而二阶滤波器有40dB每倍频的幅频 特性。为了阻挡由于虚地引起的直流电平，在运放的输入端 串入了输入电容Cin，为了不影响电路的幅频特性，要求这个电容是 C1的100倍以上，如果滤波器还 具有放大作用，则这个电容应是C1的1000倍以上，同时，滤波器的输出都包含了Vcc/2的直流偏 置，如果电路是最后一级，那么就必须串入输出电容
1.3 数字信号处理
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3） 电流串联负反馈电路 4） 电流并联负反馈电路 分析方法同上 综述：分析基于运放的应用电路，首先两个理想运放条件：Un=Up；In=Ip=0。然后可以画出反 馈电路的等效电路，基于 N 点的电流守恒来经行计算分析，最后得出输出电压与输入电压的关 系。
4. 运放的基础应用要求
1） 运放分析的两个理想条件：Un=Up；In=Ip=0。
集成运放工作在非线性区电压特性
Uo Uom
-Uom
Up-Un
当集成运放工作在线性区时，Up>Un 时，输出电压 Uo=+Uom，当 Up<Un 时，输出电压 U0= -Uom。
13）以 LM339 为例，按照下面的要求设计电路并计算出参数：
Uout
Uout
3.3v
3.3v
<1v 3v
24v Uin
<1v 3v
2） 将理想放大器条件下的电压同相和反向放大电路画出来，写出电压传递公式 ① 同相放大电路：输入电压 Ui 作用于运放的同相输入端 输出电压与输入电压的关系：Uo=UI*（R1+R2）/R1
4
UI
P+
A N-
R2 R1
UO RL
② 反向放大电路：输入电压 Ui 作用于运放的反相输入端 输出电压与输入电压的关系：Uo= -Us*Rf/Rs
输出电压与输入电压关系：Uo= -2UI 电源选择：因为输出是-2~-6V，采用 Rail to Rail 设计，供电电源选择双电源模式（+10V，-10V）
6
2R
-10V
UI
R N-
A P+
+10V
UO RL
5） Op Amp（运放）为何称为“operational”？给出一个电路的例子 Operational（可操作的）：运放电路可以通过设计不同的电路来进行不同的输出电压运算。例：
8） 普通 Op 对于电容性负载的复合能力如何？
9） 说明 Op 参数：带宽增益积，偏置电压，偏置电流，开环增益的具体物理含义？ 带宽增益积：带宽跟闭环增益（有反馈情况下的电压放大倍数）的乘积，带宽指-3db 带宽即开 环增益 Aod 下降到 3db（下降到约 0.707）是的信号频率 fH，当信号频率升高到 fH 时，运放中 电容容抗变小，使信号受到损失，导致 Aod 数值下降且产生相移。 偏置电压：失调电压，实际情况中，当运放的输入电压为 0 时，输出电压 Uo 不为 0，这是由于 制造中元件参数的不对称原因引起的。把输入电压为 0 时的输出电压 Uo 除以放大倍数即位失 调电压 UIO，UIO=Uo|UI=0/Aod。UIO 越小表明电路参数对称性越好。 偏置电流：理想运放的输入阻抗无穷大，因此不会有电流流入输入端。但是，在输入级中使用 双极结晶体管(BJT)的真实运放需要一些工作电流，该电流称为偏置电流(IB)。通常有两个偏置 电流：IB+和 IB-，它们分别流入两个输入端。这两个偏置电流之差为输入失调电流 IOS，通常 情况下 IOS 很小。偏置电流越小越好。 开环增益：指无反馈情况下差模电压的放大倍数 Aod，Aod=Uo/（U+-U-）其值越大越好，一般 为 104~106 即 80~120DB。（闭环增益：有反馈情况下的电压放大倍数，A=Uo/UI）
之间的关系曲线被称为电压传输特性。
Uo= f（Up-Un）
对于正负两路电源供电的集成运放，电压的传输特性如图（b），集成运放包含线性区和非
线性区两部分，线性区，曲线的斜率为电压放大系数，非线性区，输出电压只有两种可能，+Uom
或-Uom。
由于集成运放放大的是差模信号，且没有通过外电路引入反馈，故称电压放大倍数为差模
6） 给定条件：输入信号电压范围 1~3V，要求得到线性放大到-2~2V 输出电压，应该如何选用 Op（供电）？画出原理图。
7
R U1
R U2
R
NP+
-5V
A
+5V
UO RL
可以得到 Uo =2U2-U1；当 U1=4V 时，U2 电压范围 1~3V，可以得到输出 Vo 范围-2~2V。
7） 简单的说明下 Op 电路的输入和输出阻抗在一个什么数量级上？ 输入阻抗：可分为共模输入阻抗（指任何一个输入端到地的阻抗），差分输入阻抗（两个输入段 之间的阻抗），输入阻抗通常都呈阻性并且很大（105 ~1012Ω ）（理想运放为无穷大）。 输出阻抗：输出阻抗很低，趋于 0（理想运放为 0），便于对信号的传递和耦合。
Vcc
Uin Vref
R
N
-
R1
P
+
Rpull_up
UO
Rf
Us Rs N -
A
UO
P+
RL
输入共模= (Vin+ + Vin-)/2; 输入差模= （VIN+ - VIN-)/2; 输出共模= （VOUT+ + VOUT-)/2; 输出差模= （VOUT+ - VOUT-)/2; 共模增益= 输出共模/输入共模； 差模增益= 输出差模/输入差模；
4） 给定条件，输入信号电源幅度范围 1~3V，要求得到线性放大到-2~-6 输出电压，应该如何 选用 Op（供电）？画出原理图。
12）通常所说的“电压比较器”，其工作特性是怎么样的，用通用 Op 如何实现？ 电压比较器：将输入电压与参考电压经行比较，然后输出低电平或者高电平代表的两种电压。 电压比较器电路是使通用运放开环或者引入正反馈来实现，使运放工作在非线性区。
Un N -
A
P Up
+
Un N -
A
UO
Up P +
UO
反馈通道
2
引入负反馈：对于理想运放，由于 Aod=∞。因而即使两个输入端之间加微小电压，输出电 压都将超出线性范围，输出电压不是+Uom 就是-Uom。所以电路要引入负反馈，使净输入量趋 于 0，才能保证集成运放工作在线性区。
负反馈网络
In
-
N Un
A
Ip +
Uo
P Up
运放应用电路分析基础：Un=Up；In=Ip=0。
集成运算放大器&电压比较器&电压跟随器
目录
1. 集成运算放大器基础 ………………………………………………………………………2 2. 基于理想运放的分析 ………………………………………………………………………2 3. 基础运放电路分析 …………………………………………………………………………3 4. 运放的基础应用要求……………………………………………………………………… 4 5. 电压比较器 …………………………………………………………………………………11 6. 电压跟随器 …………………………………………………………………………………14
=
UT1=3
------------------------------------②
Vcc 选择，分别选择 3.3V，5V，10V，15V 等带入计算，可得选择 Vcc=15V（比较适合）带入
①②即可计算出
R1=1.4R2；Vref=10V。 要使 Uo 高电平 15V 时，Uout 输出 3.3V，可选择 R3=11.7KΩ ，R3=3.3KΩ 分压得到。 ②
Rf
Us Rs N -
A
UO
P+
RL
3） 实际 Op 中，存在单电源供电和双电源供电的产品，其使用条件有什么异同？ 双电源供电运放：供电电源+V 和-V。
单电源供电运放：供电电源+V，地。
差异：
性能参数
双电源
单电源
供电电源限制
大于 10V 时表现出色 小于 10V 时性能受限
小于 10V 时表现出色 大于 10V 时性能受限
U1
R1
R2
U2
R3 U3
Rf
NA
P+
UO RL
等效电路：
R1 U1
R2 U2
R3 U3
Un
N In Rf
Ii If
UO
对于 N 点，利用电流守恒定律即输入电流等于输出电流来分析：In=Ii+If Ii=（U1-Un）/R1+（U2-Un）/R2+（U3-Un）/R3；If= （Uo-Un）/Rf； 基于理想运放分析我们可知：Un=Up=0；In=Ip=0； 所以可得（U1/R1+U2/R2+U3/R3）+Uo/Rf= 0； 所以可得输出电压与输入电压的关系：Uo= -（U1*Rf/R1+ U2*Rf/R2+ U3*Rf/R3）； 综上：可以得到该运放电路的输出电压的运算方式。Y=-(ax1+bx2+bx3)；
开环放大倍数，记做 Aod，当集成运放工作在线性区时
Uo= Aod（Up-Un）
2. 基于理想运放的分析
利用集成运放作为放大电路，可以引入各种组态的负反馈，在分析集由集成运放组成的负 反馈放大电路时，通常将其性能指标理想化，看做一个理想运放。
理想运放的性能指标： 1） 开环差模增益（放大倍数）Aod=∞。 2） 差模输入电阻 Rid=∞。 3） 其他 设集成运放的同相输入端和方向输入端电位分别是 Up 和 Un，电流分别为 Ip 和 In，当集成 运放工作在线性区时有 Uo= Aod（Up-Un），因为 Aod 无穷大，要使 Uo 为有限值，则 Up=Un， 即虚短路，同时又因为理想运放的输入电阻为无穷大，所以两个输入段的电流也均为 0，即 Ip=In=0。称为虚断路。 综述：分析由运放组成的应用电路时，基于理想运放的两个条件来分析：Up=Un 和 Ip=In=0。
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1. 集成运算放大器基础
集成运放有同向输入端和反向输入端，从外部看，集成运放是一个双端输入，单端输出， 基友高差模放大倍数，高输入电阻，低输出电阻，能较好的抑制温漂的差分放大电路。