《运算放大器-有源、多动能、集成电路-电子线路-中国科技大学-06》由会员分享，可在线阅读，更多相关《运算放大器-有源、多动能、集成电路-电子线路-中国科技大学-06（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、运算放大器 有源、多动能、集成电路 1 ui uo _ + + Ao 运放的电路符号 1 基本知识 2 ui uo +UOM -UOM Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之 间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 ui uo _ + + Ao 一、运放的开环电压传输特性 例：若UOM=12V，Ao=106， 则|ui| UR时 , uo = +Uom 当ui UR时 , uo = -Uom 一、若ui从同相端输入 41 + +uo ui UR uo ui 0 +Uom -Uom UR 当ui UR时 , uo = -Uom 二、 若ui从反相端输入 42 uo ui 0 +UO
2、M -UOM + +uo ui 三、过零比较器: (UR =0时) + +uo ui uo ui 0 +UOM -UOM 43 + +uo ui t ui例：利用电压比较器将正 弦波变为方波。 uo t +Uom -Uom 44 分析 1. 因为有正反馈，所以 输出饱和。 2. 当uo正饱和时(uo =+UOM) U+ 3. 当uo负饱和时(uo =UOM) + + uo R R2R1 ui 参考电压由 输出电压决定 2 施密特触发器迟滞比较器 特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。 1. 没加参考电压的下 行迟滞比较器 45 分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差或
3、门限宽度。 当ui 增加到UH时，输出 由Uom跳变到-Uom； + + uo R R2R1 ui 当ui 减小到UL时，输出 由-Uom跳变到Uom 。 传输特性： UH UL uo ui 0 Uom -Uom 46 t ui Uom -Uom t ui UH UL 例：下行迟滞比较器的 输入为正弦波时， 画出输出的波形。 + + uo R R2R1 ui 47 2. 加上参考电压后的下行迟滞比较器 加上参考电压后的上下限： + + uo R R2R1 ui UR uo ui 0 Uom -Uom UH UL 48 例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V 当输入 ui
4、 为如图所示的波形时，画出输出 uo的波形。 + + uo R R2R1 ui UR 5V 10V ui t 0 49 门限电压： +UOM -UOM 根据传输特性画输出波形图 ui uo t t 10V 5V 0 0 2V 50 + + uo R R2R1 ui + + uo R R2R1 ui 3、上行迟滞比较器 没加参考电压的 上行迟滞比较器 加上参考电压后的 上行迟滞比较器 UR 51 3 窗口比较器 电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成 设R1 =R2，则： 52 当vIVH时，vO1为高电平，D3导通；vO2为低 电平, D4截止，vO= vO1。 当vI VL时，vO2为高
5、 电平，D4导通；vO1为低 电平，D3截止，vO= vO2 当VH vI VL时， vO1为低电平，vO2为低电 平，D3、D4截止，vO为 为低电平。 53 一、电路结构 上下门 限电压： 下行的迟滞比较器 ，输出经积分电路 再输入到此比较器 的反相输入端。 + + R R1 R2 C + uc uo 4 方波发生器 54 二、工作原理 1. 设 uo = + UOM 此时，输出给C 充电 则：u+=UH 0 t uo UOM -UOM U+H uc 0 t uo 立即由UOM 变成UOM + + R R1 R2 C + uc uo Uc上升到UH时，uo下翻。 55 此时，C 经输出端放
6、电。 2. 当uo = -UOM 时，u+=UL uc降到UL时，uo上翻。 UH uc t UL 当uo 重新回到UOM 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。 + + R R1 R2 C + uc uo 56 0 UH uc t UL UOM uo 0 t - UOM T 输出波形： + + R R1 R2 C + uc uo 57 实际运放 由于工艺问题，实际运放达不到理想运放的性能。 以下方面是运放的重要指标，据此选择运放。 58 1，失调电压及其漂移 由于实际运放内部电路元件不完全对称， 输入端短路时输出电压不为零。 折合为输入端的等效电压，Uoo Uoo随温度变化，称为失调电压的漂移。 59 2，偏置和失调电流 由于实际运放内部电路元件不完全对称， 两个输入端具有很小、不等的直流电流。 两个输入电流的平均值 称为 偏置电流 IB 差 称为 输入失调电流 IIO 偏置电流、失调电流也随温度变化。 60 3，共模抑制比 差模信号 共模信号 61 4，饱和电压和电流 实际饱和输出比正、负电源电压小12V。 （晶体管导通电压） 实际输出电流有一个最大值限制，超过则 过流保护，防止烧坏。 62 5，转换速率 反映运放对大信号阶跃输入电压的响应能力。 运放的转换速率应大于输入信号的变化率。 63 作业 3-3 3-5 3-9 3-12 3-15 64
