文章目录
前言一、集成运算放大器什么是集成运算放大器集成电路特点集成运放的组成集成运放组成部分作用集成运放的符号运算放大器电路模型集成运放的工作区域
二、理想集成运算放大器特征分析什么是理想集成运算放大器？理想运放工作在线性区域电压传输特性虚短特性虚断特性理想运放工作在线性区的几个重要法则
三、运算放大电路中的反馈什么是电路的反馈反馈正反馈与负反馈串联与并联反馈正反馈与负反馈判定-瞬时极性法稳定静态工作点
总结
前言
上一章节 模拟电子技术——分压式偏置放大电路、多级放大电路、差动放大电路、互补输出级 模拟电子技术——分压式偏置放大电路、多级放大电路、差动放大电路、互补输出级
一、集成运算放大器
集成运算放大器是常用的模拟集成电路
什么是集成运算放大器
集成电路概念： 在一小块硅片上做出许多个元件并将其联结成电路 集成电路分类： （1）元器件集成度 （2）制造工艺 （3）有源器件类型 （4）电路功能
集成电路特点
（1）集成运放为多级直接耦合放大器 （2）由于体积所限，只能集成电阻、晶体管等器件，不能集成电容、电感等较大体积器件 （3）元器件参数对称稳定 （4）阻值不能太大（几十千欧以内） （5）往往用三极管或场效应管代替大电阻
集成运放的组成
电路由输入级、中间级、输出级 输入级采用差动放大器、中间级电压放大器、输出级为多功能放大器，电路则由电流源组成 集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路
集成运放组成部分作用
集成运放的符号
vN或v–：反相输入端，信号从此端输入(vP=0)，输出信号和输入信号反相 vP或v+：同相输入端，信号从此端输入(vN=0)，输出信号和输入信号同相 ▷表示信号从左(输入端)向右(输出端)传输的方向
运算放大器电路模型
集成运放的工作区域
线性区域： 输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系， Aod为差模开环放大倍数 非线性区域： 输出电压只有两种可能的情况：UOM为输出电压的饱和电压 +UOM或-UOM
二、理想集成运算放大器特征分析
什么是理想集成运算放大器？
理想运放工作在线性区域电压传输特性
1.差模电压放大倍数Avd=∞，实际上Avd≥80dB 2.差模输入电阻Rid=∞，实际上Rid比输入端外电路的电阻大2～3个量级 3.输出电阻Ro=0，实际上Ro比输出端外电路的电阻小1～2个量级
虚短特性
虚短（vp≈vn，或vi＝vp－vn≈0）由于运放的电压放大倍数很大，一般都在80dB以上而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V 因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路” 开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短；显然不能将两输入端真正短路
虚断特性
虚断（ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0） 由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1MΩ以上 因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流 故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路， 简称虚断；显然不能将两输入端真正断路
理想运放工作在线性区的几个重要法则
三、运算放大电路中的反馈
什么是电路的反馈
将放大电路输出端信号的一部分或全部引回到电路的输入端，使输入量发生改变的现象，称为反馈 放大器引入反馈可以改善放大器的性能
反馈
其中负反馈可以稳定静态工作点 1、增加放大倍数的恒定性 2、减小非线性失真 3、抑制噪声 4、扩展频带 5、控制输入输出阻抗 这些性能的改善是以牺牲放大器放大倍数为代价 输出端和输入端之间不外接电路，即两者之间是断开的，称为运算放大器开环状态；
正反馈与负反馈
正反馈或再生反馈是将与应用输入同相的输出信号并将其反馈回参考输入的反馈 这有助于将反馈信号与参考输入相加，并且相加的信号进一步用作其中并入了反馈回路的系统的控制信号 负反馈也称为退化反馈，是控制系统中广泛使用的反馈类型 在这里，与输入异相的输出信号被反馈到输入 系统输入端的两个信号相减，这两个信号的差值进一步驱动系统
串联与并联反馈
如果反馈信号和输入信号接于基本放大电路的同一输入端，则为并联反馈； 如果反馈信号和输入信号接于基本放大电路的不同输入端，则为串联反馈;
正反馈与负反馈判定-瞬时极性法
1、任意假定外输入信号的瞬时极性； 2、根据放大原理确定输出端的瞬时极性； 3、由反馈电路确定反馈信号的极性;
稳定静态工作点
反馈有正负之分，在放大器设计中，主要引入负反馈以改善放大器的性能。稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定
总结
1、理想运算放大器输入电阻ri，输出电阻ro，开环电压放大倍数Avo，输出电压Vo有什么特点？ 2、简要叙述什么是虚短、虚断？ 3、（1）简要叙述什么是反馈？ （2）负反馈作用是什么？ 4、（1）设同相比例运算放大器输入电阻为RI，反馈电阻为Rf，输入电压为VI，输出电压为Vo，写出VI与Vo的计算公式？ （2）电压跟随器特点是什么？ 5、设反相比例运算放大器输入电阻为RI，反馈电阻为Rf，输入电压为VI，输出电压为Vo，写出VI与Vo的计算公式？
题1 输入电阻ri无穷大，即近似为无穷大电阻，可以看作是开路 输出电阻ro接近于零，即近似为零电阻，可以看作是短路 开环电压放大倍数Avo无穷大，即近似为无穷大增益 输出电压Vo与输入电压之间存在线性关系 题2 虚短（vp≈vn，或vi＝vp－vn≈0）由于运放的电压放大倍数很大，一般都在80dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等 虚短是指将运算放大器的输入端和输出端视为短路，即输入端和输出端的电压几乎相等 虚断（ip＝-in(v－vn)/ri≈0）由于运放的差模输入电阻很大，一般都在1M以上因此流入运放输入端的电流往往不足1A，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路 虚断是指将运算放大器的输入端和输出端视为断路，即输入端和输出端之间的电流几乎为零 题3 1.将放大电路输出端信号的一部分或全部引回到电路的输入端，使输入量发生改变的现象，称为反馈 2.负反馈可以稳定静态工作点；增加放大倍数的恒定性、减小非线性失真、抑制噪声、扩展频带、控制输入输出阻抗 题4 1.VI = Vo * (1 + Rf/RI) Vo = VI / (1 + Rf/RI) 2.因为有负反馈，利用虚短和续断，电压跟随器有助于将电压电平从一个电路切换和维持到另一个电路，他保留电压源的信号 题5 1.Vo = - (Rf / RI) * VI