5第十一章 运算放大器
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运算放大器原理与构造!运放选型与运用
运算放大器是一种可以进行数学运算的放大电路。
运算放大器不仅可以通过增大或减小模拟输入信号来实现放大,还可以进行加减法以及微积分等运算。
所以,运算放大器是一种用途广泛,又便于使用的集成电路。
运放原理
运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。
一个运算放大器模组一般包括一个正输入端、一个负输入端和一个输出端。
通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端连接,形成一负反馈组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈,相反地,在很多需要产生震荡讯号的系统中,正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运放构造
下图为集成运放的内部电路组成框图。
图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差动放大电路,利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能,它的两个输人端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
电压放大级的主要作用是提高电压增益,它可由一级或多级放大电路组成。
输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器构成,以降低输出电阻,提高带负载能力。
偏置电路是为各级提供合适的工作电流。
此外还有一些辅助环节。
如电平移动电路,过载保护电路以及高频补偿电路等。
运放特性
理想运放各项技术指标具体如下:
1.开环差模电压放大倍数Aod = ∞;
2.输入电阻Rid = ∞;输出电阻Rod =0。
运算放大器工作原理运算放大器基本上可以算得上是模拟电路的基本需要了解的电路之一,而要想更好用好运放,透彻地了解运算放大器工作原理是无可避免,但是运放攻略太多,那不妨来试试这篇用电路图作为主线的文章来带你领略运算放大器的工作原理吧。
本文引用地址:1.运算放大器工作原理综述:运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。
本文收集运放电路的应用电路,希望看完后有所收获。
但是在分析各个电路之前,还是先回忆一下两个运放教材里必教的技能,就是“虚短”和“虚断”。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
2.运算放大器工作原理经典电路图一图一运算放大器的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
3.运算放大器工作原理经典电路图二图二中Vi与V-虚短,则 Vi = V- ……a 因为虚断,反向输入端没有电流输入输出,通过R1和R2 的电流相等,设此电流为I,由欧姆定律得:I = Vout/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压,即:Vi = I*R2 ……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。