第2章 集成运放及其基本应用

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

IC
β
U O = U C1 − U C2 = 0
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二. 差动放大电路工作原理 1. 差模信号
+VCC
ui1=-ui2 =ui/2 若ui1 ↑,ui2 ↓ → ib1 ↑,ib2 ↓ →ie1 ↑,ie2 ↓
+
R Rc c
T1 u i1 + ui1
u ++uo ouo1 -uo1 - E IRe
33 MHz
第一节 直接耦合
直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 +UCC R1 R2 + ui – T1 RC1 RC2 + T2 RE2 uo –
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Rb1=Rb2= Rb
几个基本概念
差动放大电路一般有两个输入端： 1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。 从两输入端同时加信号。 双端输入 从两输入端同时加信号 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 仅从一个输入端对地加信号。 单端输入 仅从一个输入端对地加信号 2. 差动放大电路可 以有两个输出端。 以有两个输出端。 双端输出——从C1 从 双端输出 输出。 和C2输出。 单端输出——从C1或 从 单端输出 C2 对地输出。 对地输出。
I Re − 0.7V − ( −VEE ) = Re
T1 + ui1 -
+ uo
-
uo2 -
+
T2 + ui2 -
EE 1 I C1 =I C2 = I C ≅ I Re 2 U CE1 = U CE2 = U C − U E = VCC − I C R C − ( − 0.7)

u i1 − u i 2 = u i
uo2
uo uo uo1 − uo2 R6 2R2 Au = = ⋅ = − (1 + ) uI uo1 − uo2 uI R4 R1
2 R3 = 1 + R1
2 R2 u i 2 u o1 = 1 + R1
u i1
同相输入式 反相输入式
一阶有源高通滤波电路的幅频特性 一阶有源高通滤波电路的幅频特性
二阶有源高通滤波电路的 幅频特性
现代电子技术基础
C、有源带通滤波电路
带通滤波电路
D、有源带阻滤波电路
带阻滤波电路
低通与高通滤波电路串联
低通与高通滤波电路的并联
现代电子技术基础
本节小结
1、运算电路在实际工程中的应用于测量放大器 作用 放大微弱信号 组成 第一级为同相比例输入 第二级为减法器 2、滤波器 作用 分类 允许信号中的某一部分频率的信号通过， 允许信号中的某一部分频率的信号通过， 对其它频率的信号进行衰减 低通、高通、带通、 低通、高通、带通、带阻滤波器
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现代电子技术基础
本节小 结
1、加、减法 运算电路 、 反相加法运算电路 减法运算电路 B、积分、微分电路 、积分、 应用于波形转换、 应用于波形转换、检测等电路 积分电路 微分电路
RF RF RF uo = − ui1 + u + u R11 R12 i2 R13 i3
ui ≻ u R uo = −U opp
ui ≺ u R uo = U opp
=0时 称为过零电压比较器 过零电压比较器。 UR=0时，称为过零电压比较器。
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B、迟滞电压比较器

电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
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2、输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ri
Ui Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
将输出等效成 有内阻的电压 源，内阻就是 输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
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3. 通频带
两个 输入端
一个 输出端
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集成运放的内部组成：
集成运算放大器即为高增益直接耦合放大器，其内部组成如 下图所示：
集成运放的电路符号
输出
同相输入
反相输入
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1、差分（动）放大电路的概念
集成运放的输入部分是差分放大电路，集成运放也可看成 高性能的差分放大电路。ui来自放大 uo电路
ui1 ui2
差分放大
电路
uo
差分放大电路有二个输入端和一个输出端。在差动放大电 路的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，即 ui1 = -ui2=uid/2，这种输入方式称为差模输入。两信号的差值称 为差模信号，用uid表示，uid为两输入端输入信号之差，即
uid = ui1 –ui2
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若两输入端分别输入大小相等、极性相同的信号，即 ui1 = ui2=uic，这种输入方式称为共模输入，两信号的算 术平均值称为共模信号，用uic表示。uic为：
uic = (ui1 ＋ui2) /2
若ui1 ≠ ui2，这种输入方式称为比较输入， ui1、ui2可分 解为一对共模信号及一对差模信号。即：
u id u i1 u i 2
u ic
u i1