理想運(yùn)算放大器.ppt

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1、§7-1理想運(yùn)算放大器一、理想運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)二、集成運(yùn)放的傳輸特性三、理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)四、理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)集成運(yùn)放的構(gòu)成與符號若將集成運(yùn)放看成一個黑盒子,則可等效為一個雙端輸入單端輸出的高性能差分放大電路。輸入級中間級輸出級偏置電路u+u-uO2、電路符號+-u+u-uOA同相輸入端反相輸入端同相輸入端:信號從該端輸入時,輸出與輸入同相。反相輸入端:信號從該端輸入時,輸出與輸入反相。+-u+u-uOA1、集成運(yùn)放的一般構(gòu)成(通用型)集成運(yùn)放的特性指標(biāo)指標(biāo)參數(shù)741典型值理想值開環(huán)差模增益Aod:106dB?差模輸入電阻rid:2M??差模輸出電阻ro:100

2、?0共模抑制比KCMR:90dB?輸入失調(diào)電壓UIO:1mV0uIO的溫漂dUIO/dTμV/oC0輸入失調(diào)電流IIO:20nA0IIO的溫漂dIIO/dT:nA/oC0最大共模輸入電壓:±13V最大差模輸入電壓:±30V-3dB帶寬:10Hz?轉(zhuǎn)換速率:0.5V/μs一、理想運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)理想運(yùn)放——將各項技術(shù)指標(biāo)理想化的集成運(yùn)放。開環(huán)差模電壓增益:差模輸入電阻:輸出電阻:共模抑制比:AOdridrOKCMRIIBIIOUIOBW零點(diǎn)漂移??0?000?0uOu+-u-0UOHUOL二、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)1、線性區(qū)當(dāng)差模輸入信號較小時,輸出與輸入是線性

3、的關(guān)系。由于運(yùn)放的開環(huán)差模電壓增益很高,所以線性范圍很小,一般不超過0.1mV.2、非線性區(qū)若差模輸入信號過大,超出其線性范圍時,會導(dǎo)致運(yùn)放內(nèi)部的某些晶體管飽和或截止,此時運(yùn)放的輸出電壓只有兩種情況,要么為正向飽和值,要么為負(fù)向飽和值。三、理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時的特點(diǎn)因理想運(yùn)放AOd=?;運(yùn)放工作在線性區(qū)時:+-u+u-uO1、理想運(yùn)放的差模輸入電壓等于零——“虛短”運(yùn)放的兩輸入端電位相等,如同將兩點(diǎn)短路一樣,但實際上并未真正被短路,將這種現(xiàn)象稱為“虛短”。實際運(yùn)放AOd越大,將輸入端視為“虛短”帶來的誤差越小。由于理想運(yùn)放rid=?,因此兩輸入端均沒有電流。2、理想運(yùn)放的輸入電

4、流等于零——“虛斷”運(yùn)放的輸入電流等于0,如同將兩點(diǎn)斷開,但實際上并未真正被斷開,將這種現(xiàn)象稱為“虛斷”。實際運(yùn)放rid越大,將輸入端視為“虛斷”帶來的誤差越小?!疤摱獭焙汀疤摂唷笔抢硐脒\(yùn)放工作在線性區(qū)時的兩個重要結(jié)論,常作為分析運(yùn)放應(yīng)用電路的出發(fā)點(diǎn),必須牢牢掌握。+-u+u-uOi+i-四、理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時的特點(diǎn)1、輸出電壓的值只有兩種可能:或等于正向飽和值;或等于負(fù)向飽和值。uOu+-u-0UOHUOL非線性區(qū)非線性區(qū)理想特性※注意:運(yùn)放工作在非線性區(qū)時, 差模輸入電壓可以較大,所以“虛短”現(xiàn)象不復(fù)存在。2、理想運(yùn)放的輸入電流等于零——“虛斷”理想運(yùn)放rid=?,時,

5、發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。實際運(yùn)放Aod≠∞,當(dāng)uP與uN差值比較小時,仍有Aod(u+-u-),運(yùn)放工作在線性區(qū)。例如:F007的UoM=±14V,Aod?2×105,線性區(qū)內(nèi)輸入電壓范圍uOu+-u-O實際特性非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)但線性區(qū)范圍很小。注意問題理想運(yùn)放工作在線性區(qū)和非線性區(qū)時,各有不同的特點(diǎn)。在分析運(yùn)放的各種應(yīng)用電路時,首先必須判斷其中的運(yùn)放工作在哪個區(qū)域。線性區(qū):虛短、虛斷非線性區(qū):有虛斷無虛短;輸出為正向(負(fù)向)飽和值。線性區(qū):非線性區(qū):必須要在電路中引入深度負(fù)反饋。運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)。

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