《电工学少学时唐介第10章集成运算放大器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学少学时唐介第10章集成运算放大器（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第10章章 集成运算放大器集成运算放大器 集成运算放大器概述集成运算放大器概述集成运算放大器概述集成运算放大器概述 反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念 基本运算电路基本运算电路基本运算电路基本运算电路 电压比较器电压比较器电压比较器电压比较器 理想运算放大器理想运算放大器理想运算放大器理想运算放大器1. 1. 1. 1. 了解集成运算放大器的基本组成及特点，理解集成运算放大了解集成运算放大器的基本组成及特点，理解集成运算放大了解集成运算放大器的基本组成及特点，理解集成运算放大了解集成运算放大器的基本组成及特点，理解集成运算放大器的电压传输特性，了解其主要参数的意义。器的
2、电压传输特性，了解其主要参数的意义。器的电压传输特性，了解其主要参数的意义。器的电压传输特性，了解其主要参数的意义。2. 2. 2. 2. 理解反馈的概念，了解反馈的判断方法及对放大电路性能的理解反馈的概念，了解反馈的判断方法及对放大电路性能的理解反馈的概念，了解反馈的判断方法及对放大电路性能的理解反馈的概念，了解反馈的判断方法及对放大电路性能的影响。影响。影响。影响。3. 3. 3. 3. 理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法，掌握集成运算理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法，掌握集成运算理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法，掌握集成运算理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法，掌握集成
3、运算放大器的反相输入、同相输入和差动输入三种输入方式。理解放大器的反相输入、同相输入和差动输入三种输入方式。理解放大器的反相输入、同相输入和差动输入三种输入方式。理解放大器的反相输入、同相输入和差动输入三种输入方式。理解用集成运算放大器组成的比例、加减、积分、微分运算电路的用集成运算放大器组成的比例、加减、积分、微分运算电路的用集成运算放大器组成的比例、加减、积分、微分运算电路的用集成运算放大器组成的比例、加减、积分、微分运算电路的工作原理。掌握分析电路的基本方法。工作原理。掌握分析电路的基本方法。工作原理。掌握分析电路的基本方法。工作原理。掌握分析电路的基本方法。4. 4. 4. 4. 了解
4、电压比较器的外特性。了解电压比较器的工作原理和有了解电压比较器的外特性。了解电压比较器的工作原理和有了解电压比较器的外特性。了解电压比较器的工作原理和有了解电压比较器的外特性。了解电压比较器的工作原理和有关结论。关结论。关结论。关结论。本章要求本章要求集成电路：集成电路：是利用氧化、光刻、扩散、外延等集成工是利用氧化、光刻、扩散、外延等集成工是利用氧化、光刻、扩散、外延等集成工是利用氧化、光刻、扩散、外延等集成工艺，艺，艺，艺，将整个电路将整个电路将整个电路将整个电路的各个元件及导线的各个元件及导线的各个元件及导线的各个元件及导线集中制做在集中制做在集中制做在集中制做在一小块一小块一小块一小块
5、半导半导半导半导体芯片体芯片体芯片体芯片上上上上，成为不可分割的整体。实现了材料，元件和电，成为不可分割的整体。实现了材料，元件和电，成为不可分割的整体。实现了材料，元件和电，成为不可分割的整体。实现了材料，元件和电路的统一。与分立电路比较体积更小、重量更轻、功耗更路的统一。与分立电路比较体积更小、重量更轻、功耗更路的统一。与分立电路比较体积更小、重量更轻、功耗更路的统一。与分立电路比较体积更小、重量更轻、功耗更低、工作更可靠。低、工作更可靠。低、工作更可靠。低、工作更可靠。分立电路：分立电路：是由各种单个元件联接起来的电子电路。是由各种单个元件联接起来的电子电路。是由各种单个元件联接起来的电
6、子电路。是由各种单个元件联接起来的电子电路。10.1 集成运算放大器概述集成运算放大器概述 集成电路诞生于集成电路诞生于集成电路诞生于集成电路诞生于2020世纪世纪世纪世纪6060年代，集成电路的问世，是年代，集成电路的问世，是年代，集成电路的问世，是年代，集成电路的问世，是电子技术的一个新的飞跃，到电子技术的一个新的飞跃，到电子技术的一个新的飞跃，到电子技术的一个新的飞跃，到8080年代已经进入了超大规模年代已经进入了超大规模年代已经进入了超大规模年代已经进入了超大规模集成电路时代，进入了微电子学时代，从而促进了各个科集成电路时代，进入了微电子学时代，从而促进了各个科集成电路时代，进入了微电
7、子学时代，从而促进了各个科集成电路时代，进入了微电子学时代，从而促进了各个科学领域先进技术的发展。学领域先进技术的发展。学领域先进技术的发展。学领域先进技术的发展。按集成度按集成度按集成度按集成度分为小、中、大、超大规模集成电路（在几十分为小、中、大、超大规模集成电路（在几十分为小、中、大、超大规模集成电路（在几十分为小、中、大、超大规模集成电路（在几十平方毫米的芯片上制有上百万、千万个元件）平方毫米的芯片上制有上百万、千万个元件）平方毫米的芯片上制有上百万、千万个元件）平方毫米的芯片上制有上百万、千万个元件） 。集成电路的分类集成电路的分类集成电路的分类集成电路的分类: : : :模拟集成电
8、路：模拟集成电路：模拟集成电路：模拟集成电路：集成运算放大器集成运算放大器集成运算放大器集成运算放大器 集成功率放大器集成功率放大器集成功率放大器集成功率放大器 集成稳压电源集成稳压电源集成稳压电源集成稳压电源 集成数模和模数转换器集成数模和模数转换器集成数模和模数转换器集成数模和模数转换器按功能分按功能分按功能分按功能分: : : : 模拟集成电路、数字集成电路。模拟集成电路、数字集成电路。模拟集成电路、数字集成电路。模拟集成电路、数字集成电路。按导电类型分按导电类型分按导电类型分按导电类型分: : : : 双极型：双极型：双极型：双极型：NPNNPNNPNNPN、PNPPNPPNPPNP
9、单极型：单极型：单极型：单极型：MOSMOSMOSMOS管管管管应用已远远超出信号运应用已远远超出信号运应用已远远超出信号运应用已远远超出信号运算的界限，在信号处理、算的界限，在信号处理、算的界限，在信号处理、算的界限，在信号处理、信号测量及波形产生等信号测量及波形产生等信号测量及波形产生等信号测量及波形产生等方面获得广泛应用方面获得广泛应用方面获得广泛应用方面获得广泛应用 高速运算放大器高速运算放大器高速运算放大器高速运算放大器双列直插式双列直插式圆壳式圆壳式集成电路成品外形集成电路成品外形 集成运算放大器是一个高增益的直接耦合放大电路。集成运算放大器是一个高增益的直接耦合放大电路。集成运算
10、放大器是一个高增益的直接耦合放大电路。集成运算放大器是一个高增益的直接耦合放大电路。偏置电路偏置电路uo输输入入极极中中间间极极输输出出极极ui一、集成运算放大器的组成一、集成运算放大器的组成一、集成运算放大器的组成一、集成运算放大器的组成采用差分放大采用差分放大电路，抑制零电路，抑制零点漂移点漂移, ,ri很大很大采用多极共射采用多极共射放大电路，获放大电路，获得较大的得较大的A A0 0采用共集放大电采用共集放大电路，路，r r0 0小，提高小，提高带载能力。带载能力。特点：特点：r ri i很大很大几十几十K K 几几M M A A0 0很大万很大万 几百万倍几百万倍 r r0 0很小很
11、小几十几十 几百几百 K KCMRRCMRR 很高uu+ uo A0uu+ uo国际符号国际符号：国内符号国内符号：反相输入端反相输入端反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端同相输入端同相输入端输出端输出端输出端输出端信号输入方式信号输入方式信号输入方式信号输入方式1 1 1 1、反相输入：、反相输入：、反相输入：、反相输入：2 2 2 2、同相输入：、同相输入：、同相输入：、同相输入：3 3 3 3、差分输入：、差分输入：、差分输入：、差分输入：信号从两端输入信号从两端输入信号从两端输入信号从两端输入+信号从反相输入，则输出信号与输入信号反相信号从反相输入，则输出信号与输入信号反相信号从反
12、相输入，则输出信号与输入信号反相信号从反相输入，则输出信号与输入信号反相信号从同相输入，则输出信号与输入信号同相信号从同相输入，则输出信号与输入信号同相信号从同相输入，则输出信号与输入信号同相信号从同相输入，则输出信号与输入信号同相uduouduoAo越大，线性范围越大，线性范围越小，必须加负反越小，必须加负反馈才能使其工作于馈才能使其工作于线性区。线性区。_+A0二、电压传输特性二、电压传输特性二、电压传输特性二、电压传输特性因此，因此，因此，因此，引入深度负反馈引入深度负反馈引入深度负反馈引入深度负反馈是集成运放实是集成运放实是集成运放实是集成运放实现现现现线性应用线性应用线性应用线性应用
13、的必要条件。的必要条件。的必要条件。的必要条件。1 1 1 1、线性区、线性区、线性区、线性区: : : :线性区线性区2 2 2 2、饱和区：、饱和区：、饱和区：、饱和区：饱和区饱和区+UOM-UOM10.2 反馈的基本概念反馈的基本概念一、反馈的概念一、反馈的概念一、反馈的概念一、反馈的概念反馈回路反馈回路F基本放大基本放大电路电路Ao输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净值净值信号信号开环放大倍数开环放大倍数闭环放大倍数闭环放大倍数反馈系数反馈系数凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部通凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部通凡是将放大电路输出
14、端的信号（电压或电流）的一部分或全部通凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路条件（反馈回路）以一定的方式（并联或串联）引过一定的电路条件（反馈回路）以一定的方式（并联或串联）引过一定的电路条件（反馈回路）以一定的方式（并联或串联）引过一定的电路条件（反馈回路）以一定的方式（并联或串联）引回到输入端，与输入信号叠加，就称为回到输入端，与输入信号叠加，就称为回到输入端，与输入信号叠加，就称为回到输入端，与输入信号叠加，就称为反馈反馈反馈反馈。放大器放大器输出输出输入输入取取+ 加强净输入信号加强净输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器取取 - 削弱净输入信号削弱
15、净输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器闭环闭环反馈网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号二、反馈的类型二、反馈的类型二、反馈的类型二、反馈的类型1 1 1 1、从反馈的极性分、从反馈的极性分、从反馈的极性分、从反馈的极性分 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为可以分为可以分为可以分为串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈。串联反馈：串联反馈：串联反馈：串联反馈：反馈信号与输
16、入信号串联，即反馈电压信号反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。与输入信号电压比较。与输入信号电压比较。与输入信号电压比较。并联反馈：并联反馈：并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。流与输入信号电流比较。流与输入信号电流比较。流与输入信号电流比较。2 2 2 2、从反馈的方式分、从反馈的方式分、从反馈的方式分、从反馈的方式分电压反馈：电压反馈：电压反馈：
17、电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：电流反馈：电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。 根据反馈所取样的信号不同，可以分为根据反馈所取样的信号不同，可以分为根据反馈所取样的信号不同，可以分为根据反馈所取样的信号不同，可以分为电压反馈和电压反馈和电压反馈和电压反馈和电流反馈。电流反馈。电流反馈。电流反馈。3 3 3 3、从反馈的取样量分、从反馈的取样量分、从反馈的取样量分、从反馈的取样量分4 4、交流反馈与直流反馈、交流反馈与
18、直流反馈交流反馈：交流反馈：交流反馈：交流反馈：反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈：直流反馈：直流反馈：直流反馈：反馈只对直流起作用反馈只对直流起作用。若在反馈网络中若在反馈网络中若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容串接隔直电容串接隔直电容，则可以隔断，则可以隔断，则可以隔断，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。直流，此时反馈只对交流起作用。直流，此时反馈只对交流起作用。直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容并联旁路电容并联旁路电容，可，可，可，可以
19、使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。负负反反馈馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈负反馈的分类小结负反馈的分类小结uo_+ +A0RfR1R2uii1ifidRL电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈uo_+ +A0RfR1R2uiud- uf +-uo_+ +A0RfR1R2uii1ifib电流并联负反馈电流并联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈_+ +A0RfR1R2uiuoud- uf +-+ + u uf f+ + u ud du uo oR
20、 RF Fu ui iR R2 2R R1 1+ + + + +AoAo + + R RL L设输入电压设输入电压设输入电压设输入电压 u ui i 为正，为正，为正，为正，差值电压差值电压差值电压差值电压 u ud d = =u ui i u uf f各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图u uf f 削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压( (差值电压差值电压差值电压差值电压) ) 负反馈负反馈负反馈负反馈反馈电压反馈电压反馈电压反馈电压取自输出电压取自输出电压取自输出电压取自输出电压电压反馈电压反馈电压反馈电压反馈 反馈
21、信号与输入信号在输入端以电压的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 串联反馈串联反馈串联反馈串联反馈 特点：特点：特点：特点：输入电阻高、输出电阻低输入电阻高、输出电阻低输入电阻高、输出电阻低输入电阻高、输出电阻低 1. .串联电压负反馈串联电压负反馈2.2.并联电压负反馈并联电压负反馈i i1 1i if f i id du uo oR RF Fu ui iR R2 2R R1 1+ + + + + +AoAo R RL L 设输入电压设输入电压设输入电压设输入电压 u ui i 为正，为正，为
22、正，为正，差值电流差值电流差值电流差值电流 i id d = = i i1 1 i if f各电流的实际方向如图各电流的实际方向如图各电流的实际方向如图各电流的实际方向如图i if f 削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流( (差差差差值电流值电流值电流值电流) ) 负反馈负反馈负反馈负反馈反馈电流反馈电流反馈电流反馈电流取自输出电压取自输出电压取自输出电压取自输出电压电压反馈电压反馈电压反馈电压反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较较较
23、较并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈 特点：特点：特点：特点：输入电阻低、输出电阻低输入电阻低、输出电阻低输入电阻低、输出电阻低输入电阻低、输出电阻低3.3.串联电流负反馈串联电流负反馈+ + u uf f + +u ud d设输入电压设输入电压设输入电压设输入电压 u ui i 为正，为正，为正，为正，差值电压差值电压差值电压差值电压 u ud d = =u ui i u uf f各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图u uf f 削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压( (差值电压差值电压差值电压差值电压) ) 负反馈负反馈
24、负反馈负反馈反馈电压反馈电压反馈电压反馈电压取自输出电流取自输出电流取自输出电流取自输出电流 电流反馈电流反馈电流反馈电流反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 串联反馈串联反馈串联反馈串联反馈 u uf f = =RiRio o u ui iR R2 2R RL L+ + + + +AoAo i io oR Ru uo o+ + 4.4.并联电流负反馈并联电流负反馈i i1 1i if fi id d设输入电压设输入电压设输入电压设输入电压 u ui i 为
25、正，为正，为正，为正，差值电流差值电流差值电流差值电流 i id d = = i i1 1 i if f各电流的实际方向如图各电流的实际方向如图各电流的实际方向如图各电流的实际方向如图i if f 削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流( (差值电流差值电流差值电流差值电流) ) 负反负反负反负反馈馈馈馈反馈电流反馈电流反馈电流反馈电流取取取取自输出电流自输出电流自输出电流自输出电流电流反馈电流反馈电流反馈电流反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较反馈信号与输入信号在输入端以
26、电流的形式比较 并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈 R RF FR R1 1u ui iR R2 2R RL L+ + + + +AoAo i io oR Ru uo o+ + 三、运算放大器电路反馈类型的判别方法：三、运算放大器电路反馈类型的判别方法：三、运算放大器电路反馈类型的判别方法：三、运算放大器电路反馈类型的判别方法：1. 1. 判断串、并联反馈方法判断串、并联反馈方法判断串、并联反馈方法判断串、并联反馈方法： 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上输入信号和反馈信号分
27、别加在两个输入端（同相和反相）上的，的，的，的，是串联反馈是串联反馈是串联反馈是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，；加在同一个输入端（同相或反相）上的，；加在同一个输入端（同相或反相）上的，；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并是并是并是并联反馈联反馈联反馈联反馈。2. 2. 利用瞬时极性法判断正、负反馈方法：利用瞬时极性法判断正、负反馈方法：利用瞬时极性法判断正、负反馈方法：利用瞬时极性法判断正、负反馈方法： 对对对对串联反馈串联反馈串联反馈串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，输入信号和反馈信号的极性相同时，输入信号和反馈信号的极性相同时，输入信号和反馈信号的极性相同时
28、，是负反馈；是负反馈；是负反馈；是负反馈；极性相反时，极性相反时，极性相反时，极性相反时，是正反馈是正反馈是正反馈是正反馈； 对对对对并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，输入信号和反馈信号的极性相同时，输入信号和反馈信号的极性相同时，输入信号和反馈信号的极性相同时，是正反馈是正反馈是正反馈是正反馈；极性相反时，极性相反时，极性相反时，极性相反时，是负反馈。是负反馈。是负反馈。是负反馈。3. 3. 判断电压、电流反馈方法：判断电压、电流反馈方法：判断电压、电流反馈方法：判断电压、电流反馈方法： 令输出电压令输出电压令输出电压令输出电压u uo o=0=0，若反馈信号
29、也等于零的，若反馈信号也等于零的，若反馈信号也等于零的，若反馈信号也等于零的是电压反馈是电压反馈是电压反馈是电压反馈；若反；若反；若反；若反馈信号不等于零的馈信号不等于零的馈信号不等于零的馈信号不等于零的是电流反馈是电流反馈是电流反馈是电流反馈。另：简便判断方法：另：简便判断方法：另：简便判断方法：另：简便判断方法：反馈电路直接从输出端引出的，反馈电路直接从输出端引出的，反馈电路直接从输出端引出的，反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；是电压反馈；是电压反馈；是电压反馈；从负载电阻从负载电阻从负载电阻从负载电阻R RL L的靠近的靠近的靠近的靠近“地地地地”端引出的，端引出的，端引出的，端引
30、出的，是电流反馈是电流反馈是电流反馈是电流反馈。例例例例1 1： 试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器A2A2输出输出输出输出端引至端引至端引至端引至A1A1输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。u uf f+ + u uo1o1u ui iR R+ + + + + u uo o+ + + R RL LA1A1A2A2解：解：解：解： 令输出电压令输出电压令输出电压令输出电压u uo o=0=0，则反馈信号，则反馈信号，则
31、反馈信号，则反馈信号u uf f=0=0，所以，所以，所以，所以是电是电是电是电压反馈。压反馈。压反馈。压反馈。 因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以和同相输入端上，所以和同相输入端上，所以和同相输入端上，所以是串联反馈；是串联反馈；是串联反馈；是串联反馈； 串联电压负反馈串联电压负反馈串联电压负反馈串联电压负反馈 在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；
32、可见：输入信号和反馈信号的极性相同，所可见：输入信号和反馈信号的极性相同，所可见：输入信号和反馈信号的极性相同，所可见：输入信号和反馈信号的极性相同，所以以以以是负反馈；是负反馈；是负反馈；是负反馈；例例例例2 2： 试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器A2A2输出输出输出输出端引至端引至端引至端引至A1A1输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。解：解：解：解： 令输出电压令输出电压令输出电压令输出电压u uo o=0=0
33、，而反馈信号，而反馈信号，而反馈信号，而反馈信号i if f不等于零，所以不等于零，所以不等于零，所以不等于零，所以是电流反馈。是电流反馈。是电流反馈。是电流反馈。 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以所以所以所以是并联反馈是并联反馈是并联反馈是并联反馈; ; 在图中标出输入、输出和反馈信号的瞬时极性在图中标出输入、输出和反馈信号的瞬时极性在图中标出输入、输出和反馈信号的瞬时极性在图中标出输入、输出和反馈信号的瞬时极性并联电流负反馈并联电流负反馈并联电流负反馈并联电流
34、负反馈u uo1o1u ui iR R+ + + u uo o+ + + R RL LA1A1A2A2i i1 1i if fi id d+ +- - 因输入信号和反馈信号的极性相反，所以因输入信号和反馈信号的极性相反，所以因输入信号和反馈信号的极性相反，所以因输入信号和反馈信号的极性相反，所以是负反馈；是负反馈；是负反馈；是负反馈；例例 试判断图示电路中试判断图示电路中 Rf 所形成的反馈。所形成的反馈。 uo1+R11Rf1R12ui+R21Rf2R22uoRf解解uf +ud +用瞬时极性法判断正、负反馈：用瞬时极性法判断正、负反馈： ud = uiuf = ui + |uf |ui为正
35、反馈；为正反馈； 输出端短路时，输出端短路时，uf =0 为电压反馈；为电压反馈； 为电压串联正反馈。为电压串联正反馈。 四、负反馈对放大电路性能的改善四、负反馈对放大电路性能的改善四、负反馈对放大电路性能的改善四、负反馈对放大电路性能的改善基本放大基本放大电路电路Ao反馈电路反馈电路F +基本放大基本放大电路电路Ao反馈回路反馈回路F+反馈深度反馈深度 称称则有则有：负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。若若称为深度负反馈，此时称为深度负反馈，此时（1 1 1 1）提高了放大倍数的稳定性）提高了放大倍数的稳定性）提高了放大倍数的稳定性）提高了放大倍数的稳定性则：则：负反馈对放大电路性能
36、的改善负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善（2 2 2 2）加宽了通频带）加宽了通频带）加宽了通频带）加宽了通频带fABo Ao AF BF(3) (3) (3) (3) 改善了非线性失真：改善了非线性失真：改善了非线性失真：改善了非线性失真：AouiuoudAoFuiufuouo(a) 无负反馈时无负反馈时(b) 有负反馈时有负反馈时（4 4 4 4）稳定了输出电压或输出电流）稳定了输出电压或输出电流）稳定了输出电压或输出电流）稳定了输出电压或输出电流例如例如: :射极输出器射极输出器理解：理解：理解：理解：电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止电
37、压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 u uo o的变化，稳定输出电压的变化，稳定输出电压的变化，稳定输出电压的变化，稳定输出电压。（5 5 5 5）改变了输入电阻和输出电阻）改变了输入电阻和输出电阻）改变了输入电阻和输出电阻）改变了输入电阻和输出电阻 串联负反馈使电路的输入电阻增加串联负反馈使电路的输入电阻增加串联负反馈使电路的输入电阻增加串联负反馈使电路的输入电阻增加并联负反馈使电路的输入电阻减小并联负反馈使电路的输入电阻减小并联负反馈使电路的输入电阻减小并联负反馈使电路的输入电阻减小理解：理解：理解：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，串联负反馈相当于在输入回路中串联了一
38、个电阻，串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。故输入电阻增加。故输入电阻增加。故输入电阻增加。理解：理解：理解：理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。故输入电阻减小。故输入电阻减小。故输入电阻减小。理解：理解：理解：理解：电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止 i io o的变化，稳定输出电流的变化，稳定输出电流的变化，稳定输出电
39、流的变化，稳定输出电流。由于实际运放的开环放大倍数很大，输入电阻极高，由于实际运放的开环放大倍数很大，输入电阻极高，输出电阻极低。故在分析时常采用将其近似理想化。输出电阻极低。故在分析时常采用将其近似理想化。一、理想运放的条件一、理想运放的条件一、理想运放的条件一、理想运放的条件10.3 理想运算放大器理想运算放大器1 1、2 2、3 3、 uouu+ ud反馈电路反馈电路rori4 4、二、电压传输特性二、电压传输特性二、电压传输特性二、电压传输特性 uo= f (ui)线性区线性区：uo = Ao( (u+ u)非线性区非线性区：u+ u 时，时， uo = +UOM u+ u 时，时，
40、uo = + UOM u+ 0 ui = Ui u u 时，时，时，时， u uo o = += +U UOM OM u u+ + uuu 时，时，时，时，u uo o= += +U UOM OM u u+ +uu 时，时，时，时，u uo o= = U UOM OM 即即即即 u ui iUUUR R 时，时，时，时，u uo o = = U UOMOM可见，在可见，在 ui =UR 处输出电压处输出电压 uo 发生跃变发生跃变。参考电压参考电压uitOUROuot +UOM UOMt1t2单限电压比较器单限电压比较器单限电压比较器单限电压比较器： 当当 ui 单方向变化时单方向变化时， u
41、o 只变化一次只变化一次。URuouiR2+ R1+电压传输特性电压传输特性 U UOMOM + +U UOMOMuiuoOURui UR，uo=+ UOMui UR，uo= UOMURuouiR2+ R1+uiuoURR2+ R1+ U UOMOM + +U UOMOMuiuoOUR输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端电压传输特性电压传输特性 U UOMOM + +U UOMOMuiuoOURURuouiR2+ R1+uiuoURR2+ R1+Ot +UOM UOMuo输入信号接在反相
42、端输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端uitOUROuot +UOM UOMt1t2输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为U UZ Z，忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降则则则则 u ui i U UR R，u uo o = = U UZ ZUZ UZuoRDZURuouiR2+ R1+电压传输特性电压传输特性 UO
43、M +UOMuiuoOURu ui iUUUR R 时，时，时，时，u uo o = = U UOM OM 过零电压比较器过零电压比较器过零电压比较器过零电压比较器利用电压比较器利用电压比较器利用电压比较器利用电压比较器将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波URuouiR2+ R1+电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性 U UOMOM + +U UOMOMu ui iu uo oO OU UR R= 0= 0tuiO Otuo+UOMUOMO O例例 分析电路的功能和工作原理。分析电路的功能和工作原理。 解解当温度低于某值时，当温度低于某值时， R3 的阻值大：的阻值大： uiUR ,_+ + +UCCR1R2R3R4KATuiURuo热敏电阻热敏电阻uo=UOMT 截止，截止， KA 不通电；不通电；当温度高于某值时，当温度高于某值时， R3 的阻值小：的阻值小： uiUR , uo = + UOMT 饱和导通，饱和导通，KA 通电，触点动作。通电，触点动作。 图图 10.5.3 过温度保护电路过温度保护电路
