第六章 集成运算放大器及其应用电路.ppt

集成运放性能参数及对应用电路的影响
集成电压比较器
高精度和高速宽带集成运放
集成运放应用电路的组成原理
第六章集成运算放大器及其应用电路
集成运放应用电路的组成原理
根据集成运放自身所处的工作状态,运放应用电路分:线性应用电路和非线性应用电路两大类。
线性应用电路
-
+
A
Z1
Zf
vo
vs1
vs2
i
Z1或Zf采用非线性器件(如三极管),则可构成对数、反对数、乘法、除法等运算电路。
Z1或Zf采用线性器件(R、C),则可构成加、减、积分、微分等运算电路。
组成:集成运放外加深度负反馈。
因负反馈作用,使运放小信号工作,故运放处于线性状态。
非线性应用电路
-
+
A
vo
vI
VREF
组成特点:运放开环工作。
由于开环工作时运放增益很大,因此较小的输入电压,即可使运放输出进入非线区工作。例如电压比较器。
集成运放理想化条件下两条重要法则
理想运放
失调和漂移0
推论
因
则
因
则
说明:
相当于运放两输入端“虚短路”。
虚短路不能理解为两输入端短接,只是(v–-v+)的值小到了可以忽略不计的程度。实际上,运放正是利用这个极其微小的差值进行电压放大的。
同样,虚断路不能理解为输入端开路,只是输入电流小到了可以忽略不计的程度。
相当于运放两输入端“虚断路”。
实际运放低频工作时特性接近理想化,因此可利用“虚短、虚断”运算法则分析运放应用电路。此时,电路输出只与外部反馈网络参数有关,而不涉及运放内部电路。
集成运放基本应用电路
反相放大器
-
+
A
R1
Rf
+-
vs
vo
if
i1
类型:电压并联负反馈
因
则
反相输入端“虚地”。
因
则
由图
输出电压表达式:
输入电阻
输出电阻
因
因深度电压负反馈,
同相放大器
-
+
A
R1
Rf
+-
vs
vo
if
i1
类型:电压串联负反馈
因
则
注:同相放大器不存在“虚地”。
因
由图
输出电压表达式:
输入电阻
输出电阻
因深度电压负反馈,
因
则
同相跟随器
-
+
A
+-
vs
vo
由图得
因
由于
所以,同相跟随器性能优于射随器。
归纳与推广
当R1 、Rf为线性电抗元件时,在复频域内:
反相放大器
同相放大器
拉氏反变换
得
注:拉氏反变换时
加、减运算电路
反相加法器
运算电路
-
+
A
R2
Rf
+-
vs2
vo
if
i2
R1
i1
+-
vs1
因
则
因
则
即
整理得
说明:线性电路除可以采用“虚短、虚断”概念外,还可采
用叠加原理进行分析。
令vs2=0
则
令vs1=0
则
例如
同相加法器
-
+
A
R2
Rf
+-
vs1
vo
R1
+-
vs2
R3
利用叠加原理:
则
减法器
Rf
-
+
A
R3
vs1
vo
R2
vs2
R1
令vs2=0,
则
令vs1=0,
积分和微分电路
有源积分器
-
+
A
R
C
+-
vs
vo
方法一:利用运算法则
则
方法二:利用拉氏变换
拉氏反变换得