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1、集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用第1页，本讲稿共11页6.1集成运放的应用基础集成运放的应用基础l6.1.1理想集成运放的性能指标l6.1.2集成运放的线性应用l6.1.3集成运放的非线性应用第2页，本讲稿共11页集成运算放大器的等效电路上页下页返回 同相输入端PN 反相输入端差模输入电阻差模输出电阻差模输入电压开环差模电压放大倍数+6.1.1理想集成运放的性能指标理想集成运放的性能指标第3页，本讲稿共11页6.1.1理想运算放大器理想运算放大器理想运放可以理解为实际运放的理想化模型。就是将集成运放的各项技术指标理想化，得到一个理想的运算放大器。即：l（1）开环差模电压放大倍数Aud=
2、；l（2）差模输入电阻Rid=；l（3）输出电阻Ro=0；l（4）输入失调电压UIO=0，输入失调电流IIO=0；输入失调电压的温漂dUIO/dT=0，输入失调电流的温漂dIIO/dT=0；l（5）共模抑制比KCMR=；l（6）频带宽度BW=；第4页，本讲稿共11页6.1.2集成运放的线性应用集成运放的线性应用l在集成运放应用电路中，运放的工作范围有两种情况：工作在线性区或工作在非线性区。l线性工作区是指输出电压uo与输入电压ui成正比时的输入电压范围。在线性工作区，集成运放uo与ui之间关系可表示为：uo=Audui=Aud(uP-uN)l式中，Aud为集成运放的开环差模电压放大倍数，uP和
3、uN分别为同相输入端和反相输入端电压。图图图图6.1 6.1 集成运放的集成运放的集成运放的集成运放的传输传输传输传输特性特性特性特性非线非线性区性区第5页，本讲稿共11页 由于由于Aud高达几十万倍，所以集高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电成运放工作在线性区时的最大输入电压压(uPuN)的数值仅为几十一百多的数值仅为几十一百多微伏。微伏。(uPuN)的数值大于一定值时，的数值大于一定值时，集成运放的输出不是集成运放的输出不是UOM,就就是是UOM，即集成运放工作在非线，即集成运放工作在非线性区。所以要使集成运放工作在线性性区。所以要使集成运放工作在线性区，通常要引入深度电压
4、负反馈。区，通常要引入深度电压负反馈。非线非线性区性区第6页，本讲稿共11页l集成运放在线性应用时的两个特点：集成运放在线性应用时的两个特点：l（1）对对于于理理想想运运放放，Aud=；而而uo为为有有限限值值，工作在线性区时，有：工作在线性区时，有：uP-uN0，即：，即：luPuNl上上式式表表明明运运放放两两个个输输入入端端的的电电位位相相等等，如如同同两两点点短短路路一一样样。但但实实际际上上该该两两点点并并未未真真正正短短路路，故故将将其其称称为为“虚虚假假短短路路”，简简称称“虚虚短短”。“虚虚短短”和和“短短路路”是是截截然然不不同同的的两两个个概概念念，“虚虚短短”的的两两点点
5、之之间间，仍仍然然有有电电压压，只只是是电电压压十十分分微微小小；而而“短短路路”的的两两点点之间，电压为零。之间，电压为零。第7页，本讲稿共11页l（2）由于理想运放的输入电阻Ri=，而加到运放输入端的电压uP-uN有限，所以运放两个输入端的电流：liP=iN0l这一特性称为理想运放输入端的“虚断”。两个输入端如同断路一样，但实际上并未真正断路。第8页，本讲稿共11页l6.1.3集成运放的非线性应用l在非线性工作区，运放的输入信号超出了线性放大的范围，输出电压不再随输入电压线性变化，即：l由于理想集成运放的Aud，所以只要输入端存在微小的信号电压，输出电压就立即达到饱和，输出电压为正向饱和压
6、降+Uom（正向最大输出电压）或负向饱和压降Uom（负向最大输出电压）。第9页，本讲稿共11页集成运放非线性应用的重要特点集成运放非线性应用的重要特点l（2）理理想想运运放放工工作作在在非非线线性性区区时时，由由于于Rid=，而而输输入入电电压压总总是是有有限限值值，所所以以不不论论输输入入电电压压是是差差模模信信号号还还是是共共模模信信号号，两两个个输输入入端端的的电电流流均均为为无无穷穷小小，即即仍仍满满足足“虚虚断断”条条件：件：li+=i-0l为为使使运运放放工工作作在在非非线线性性区区，一一般般使使运运放放工工作作在在开开环环状状态态，也可外加正反馈。也可外加正反馈。第10页，本讲稿共11页l综上所述，若运放外部引入深度负反馈，则运放工作在线性区，可根据线性应用的重要特点来分析电路；若运放开环工作或有正反馈，则运放工作在非线性区，可根据非线性区应用时的两个重要特点来分析电路。第11页，本讲稿共11页