《电子技术及其应用基础 模拟部分 李哲英02anal4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术及其应用基础 模拟部分 李哲英02anal4（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4-14-1、运算放大器的基本结构与分析模型运算放大器的基本结构与分析模型4-24-2、运算放大器基本电路组态分析运算放大器基本电路组态分析 把输入把输入/ /放大放大/ /输出和保护及反馈电路集成在一个芯片中输出和保护及反馈电路集成在一个芯片中 具有相当高电压增益（电压放大倍数）具有相当高电压增益（电压放大倍数） 是一种差分放大的基本模拟器件是一种差分放大的基本模拟器件 4-34-3、运算放大器的工程分析参数运算放大器的工程分析参数 第第4 4章章 集成运算放大器集成运算放大器Integrated Operation Amplifier Read 7.2,7.3电子工程系第4章 集成 运放放
2、大器 4-14-1、运算放大器的基本结构与分析模型运算放大器的基本结构与分析模型4-1-14-1-1、运算放大器的基本结构运算放大器的基本结构4-1-24-1-2、运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型4-1 运算放大器的基本结构与分析模型2电子工程系第4章 集成 运放放大器 实现一个实现一个高电压增益高电压增益的集成的集成差分放大差分放大器件，电压放大倍器件，电压放大倍 数往往在数往往在10105 5以上。以上。 输入隔离与保输入隔离与保 护电路护电路中间放大与中间放大与 补偿补偿输出驱动与输出驱动与 保护电路保护电路4-1-14-1-1、运算放大器的基本结构、运算放大器的基本结构4-1
3、运算放大器的基本结构与分析模型3电子工程系第4章 集成 运放放大器 LM324LM324运算放大器的基本结构示例运算放大器的基本结构示例T1T2T3T5T6T7T8T9T10T11T12T13V +C4A6A100A50AV-V +V OT4输入级中间级输出级4-1 运算放大器的基本结构与分析模型T2/ T3 差分输入 共射T5/ T6 电流镜负载T1/ T4 差分输入 共集放大，功耗小减小输出电阻 提高输出能力4电子工程系第4章 集成 运放放大器 一、理想运算放大器基本模型一、理想运算放大器基本模型 二、理想运算放大器的行为特性分析二、理想运算放大器的行为特性分析 三、参数分析三、参数分析
4、4-1-24-1-2、运算放大器的电路模型、运算放大器的电路模型4-1 运算放大器的基本结构与分析模型5电子工程系第4章 集成 运放放大器 + -+ -研究符号等效电路电路符号K(v+-v-)v +v -v0在理想情况下，在理想情况下， 输入阻抗无限大（输入电流为输入阻抗无限大（输入电流为0 0） 开环放大倍数无限大（两输入端电位相等）开环放大倍数无限大（两输入端电位相等） 输出阻抗为零输出阻抗为零一、理想运算放大器基本模型一、理想运算放大器基本模型 4-1-24-1-2、运算放大器的电路模型、运算放大器的电路模型4-1 运算放大器的基本结构与分析模型6电子工程系第4章 集成 运放放大器 vo
5、 = K(v+-v- ) 虚短虚短 v+ = v- 开环放大倍数开环放大倍数K K无限大无限大 虚断虚断 i+ = I- = 0 输入阻抗输入阻抗 （输入电流为（输入电流为0 0） 等效电路 K(v+-v-)v +v -v0二、理想运算放大器的行为特性分析二、理想运算放大器的行为特性分析 4-1-24-1-2、运算放大器的电路模型、运算放大器的电路模型理想运算放大器理想运算放大器开环放大倍数开环放大倍数KK运算放大器输入与输出间没有 连接时所具有的放大倍数。 输出阻抗为零输出阻抗为零 4-1 运算放大器的基本结构与分析模型7电子工程系第4章 集成 运放放大器 K(v+-v-)v-v+I I+
6、+I I- -If = I1 i+ = I- = 0 示例：绘制等效电路，并指出成立条件。示例：绘制等效电路，并指出成立条件。 viR2R1Rf v0+-Rfv0viR2I If fI I1 1R1三、参数分析三、参数分析 4-1-24-1-2、运算放大器的电路模型、运算放大器的电路模型课堂练习4-1 运算放大器的基本结构与分析模型8电子工程系4-14-1、运算放大器的基本结构与分析模型运算放大器的基本结构与分析模型4-24-2、运算放大器基本电路组态分析运算放大器基本电路组态分析 把输入把输入/ /放大放大/ /输出和保护及反馈电路集成在一个芯片中输出和保护及反馈电路集成在一个芯片中 具有相
7、当高电压增益（电压放大倍数）具有相当高电压增益（电压放大倍数） 是一种差分放大的基本模拟器件是一种差分放大的基本模拟器件 3-33-3、运算放大器的工程分析参数运算放大器的工程分析参数 第第4 4章章 集成运算放大器集成运算放大器电子工程系第4章 集成 运放放大器 4-24-2、运算放大器基本电路组态分析运算放大器基本电路组态分析4-2-14-2-1、放大型组态放大型组态4-2-24-2-2、振荡型组态振荡型组态4-2 运算放大器基本电路组态分析v2 vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+v-v2 vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+ v-10电子工程系第4章 集成 运放放大器 一、行为特性分析一、行为
8、特性分析二、参数分析二、参数分析 v2vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+v-4-2-14-2-1、放大型组态、放大型组态4-2 运算放大器基本电路组态分析11电子工程系第4章 集成 运放放大器 v2vOZ3Z4Z1Z2v1v+ v-v+=v- i+=i-=0 一、行为特性分析一、行为特性分析4-2-14-2-1、放大型组态、放大型组态v2 vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+v-4-2 运算放大器基本电路组态分析12电子工程系第4章 集成 运放放大器 Z1、Z2、Z3、Z4阻抗性质不同（电阻性、电容性或电感性）， 放大组态电路就会具有不同功能。 在选择电路参数时，必须注意运算放大器输入偏置电流对电
9、路特性的影响。 根据运算放大器的实际参数确定电阻的阻值范围。二、参数分析二、参数分析4-2-14-2-1、放大型组态、放大型组态4-2 运算放大器基本电路组态分析13电子工程系第4章 集成 运放放大器 放大型组态示例放大型组态示例 viR1+-R2Rfvov1=vi ， v2=0Z1=R1， Z2=R f ，Z3=R2，Z4= v2 vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+v-仿真仿真： （1）观察输入-输出波形 （2）研究放大倍数 4-2 运算放大器基本电路组态分析14电子工程系第4章 集成 运放放大器 一、行为特性分析一、行为特性分析二、参数分析二、参数分析 4-2-24-2-2、振荡型组态、振荡
10、型组态v2vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+v-4-2 运算放大器基本电路组态分析15电子工程系第4章 集成 运放放大器 一、行为特性分析一、行为特性分析4-2-24-2-2、振荡组态、振荡组态v2 vOZ3Z4Z1Z2v1+-v+v-v2vOZ3Z4Z1Z2v1v+ v-4-2 运算放大器基本电路组态分析16电子工程系第4章 集成 运放放大器 如果Z1=Z3、Z2=Z4，则输出将会是无限大（分母为0）。 二、参数分析二、参数分析4-2-24-2-2、振荡型组态、振荡型组态4-2 运算放大器基本电路组态分析17电子工程系第4章 集成 运放放大器 振荡型组态示例振荡型组态示例 例例4-2-54-2
11、-5 选用LM324运算放大器 仿真仿真： （1）观察输出波形 （2）调整参数，研究各参数对波形的影响 9.1kWvo+-5.1kW10kW10kW0.015mF0.015mF4-2 运算放大器基本电路组态分析18电子工程系第4章 集成 运放放大器 4-34-3、运算放大器的工程分析参数运算放大器的工程分析参数4-3-14-3-1、工程参数工程参数4-3-24-3-2、特性曲线特性曲线4-3 运算放大器的工程分析参数19电子工程系第4章 集成 运放放大器 开环放大倍数开环放大倍数 输入偏置电流输入偏置电流 电源电压电源电压 频带增益乘积频带增益乘积 跟踪速度跟踪速度 功率损耗功率损耗 共模抑制
12、比（共模抑制比（CMRCMR） 噪声系数噪声系数 工作温度与保存温度工作温度与保存温度 极限参数极限参数 最大最小电源电压最大最小电源电压 最大功率最大功率 温度极限温度极限 失调电压和电流失调电压和电流 4-3-14-3-1、工程参数、工程参数4-3 运算放大器的工程分析参数20电子工程系第4章 集成 运放放大器 指电路系统的输出信号没有通过其他电路连接到输入端时的 差模放大倍数。 一、开环放大倍数一、开环放大倍数4-3-14-3-1、工程参数、工程参数( (a) a) 开环状态开环状态v vo o- -+ +v vi iv vi i反馈电阻反馈电阻v vo o- -+ +v vi iv v
13、i i( (b) b) 闭环状态闭环状态v v0 0 = K= K( (v v+ + v v- -) ) 开环放大倍数开环放大倍数K K4-3 运算放大器的工程分析参数21电子工程系第4章 集成 运放放大器 开环放大倍数示例开环放大倍数示例 选用理想运算放大器 仿真仿真： （1）观察输出波形与输入、电源电压的关系 。 vo+-vi4-3 运算放大器的工程分析参数22电子工程系第4章 集成 运放放大器 指运算放大器两个差分输入端的基极(栅极)静态电流的平均值 。二、输入偏置电流二、输入偏置电流I IIBIB4-3-14-3-1、工程参数、工程参数IIB= (IIB1+ IIB2)/2+-v-v+
14、IIB2IIB1理想情况下：IIB1= IIB2 = 0 （虚断I+= I- = 0 ）4-3 运算放大器的工程分析参数23电子工程系第4章 集成 运放放大器 （2 2）失调电压）失调电压V VIOIO由于放大器差分输入电路不对称而造成的两个输入端静态电压之差 。IIO = |IIB1 - IIB2| 即（|I+ - I-|)（1 1）失调电流）失调电流I IIOIO由于放大器差分输入电路不对称而造成的两个输入端静态电流之 差。 VIO = |VIB1 - VIB2| 即（|V+ - V-|)三、输入失调参数三、输入失调参数4-3-14-3-1、工程参数、工程参数理想情况下：理想情况下：I I
15、IOIO= 0 = 0 ，V VIOIO = 0 = 0 （虚断虚断I I+ += = I I- - = 0 = 0 ）4-3 运算放大器的工程分析参数24电子工程系第4章 集成 运放放大器 器件正常工作的条件。器件正常工作的条件。电源功率电源功率电源电压范围电源电压范围电源电压抑制比电源电压抑制比四、电源电压四、电源电压4-3-14-3-1、工程参数、工程参数五、输出幅度五、输出幅度指在给定电源电压下指在给定电源电压下 ，运算放大器所能达到，运算放大器所能达到 的最大输出电压。的最大输出电压。 六、六、允许最大差模输入电压允许最大差模输入电压表示运算放大器所能承受的最表示运算放大器所能承受的最大差模输入信号电压（器件中的大差模输入信号电压（器件中的 PNPN结所限）。结所限）。 七、七、允许最大共模输入电压允许最大共模输入电压表示运算放大器所能承受的最表示运算放大器所能承受的最大共模输入信号电压，一般高于大共模输入信号电压，一般高于 电源电压。电源电压。 4-3 运算放大器的工程分析参数25电子工程系第4章 集成 运放放大器 f(Hz)20lgAV(dB)例 ：1M0八、带宽增益乘积八、带宽增益乘积运放增益（运放增益（dBdB）与所对与所对 应频率（对数）的乘积。应频率（对数）的乘积。
