模塊11集成運(yùn)算放大電路由三極管構(gòu)成的放大電路是分立元件放大電路，對(duì)于本專業(yè)來講是否經(jīng)常使用？購買芯片使用，是非電類專業(yè)的常規(guī)選擇電子管—最早期的電信號(hào)放大器件三極管（晶體管）集成電路整個(gè)電路中的元器件制作在一塊硅片上，封裝后引出多條引線11.1

集成運(yùn)算放大器概述

集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路,是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的一種模擬集成電路。

集成電路特點(diǎn)：體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價(jià)格低。集成電路分類按集成度按功能小、中、大和超大規(guī)模數(shù)字和模擬雙列直插式圓殼式外部接線圖以F007為例展開學(xué)習(xí)，器件學(xué)習(xí)，應(yīng)用為王集成運(yùn)算放大器的符號(hào)反相輸入端同相輸入端信號(hào)傳輸方向輸出端實(shí)際運(yùn)算放大器開環(huán)電壓放大倍數(shù)F007是否有最大輸出電壓？11.1.2電壓傳輸特性輸入電壓

uD=u+-u-線性區(qū)uO=AuouD=Auo(u+-u-)

容易進(jìn)入飽和區(qū)，其飽和值為+UO(sat)或-UO(sat)。飽和區(qū)輸入端差分放大電路很高F007最大輸出電壓為±13V。按Auo=105計(jì)算，輸出為±13V時(shí)，輸入電壓uD為±0.13mV。當(dāng)輸入信號(hào)超過±0.13mV時(shí)，輸出電壓恒為±13V，不再隨uD變化，此時(shí)運(yùn)放進(jìn)入飽和區(qū)。

[例11.1.1]某一集成運(yùn)放的正、負(fù)電源電壓為±15V，開環(huán)電壓放大倍數(shù)

，最大輸出電壓（即±UO(sat)）為±13V。當(dāng)輸入電壓為如下幾種情況時(shí)，分別求對(duì)應(yīng)的輸出電壓。（1）u+=+15μV，u-=-10μV；（2）u+=-5μV，u-=+10μV；（3）u+=0μV，u-=+5mV；（4）u+=5mV，u-=0V。線性區(qū)飽和區(qū)（1）（2）（3）（4）(1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)

(2)開環(huán)輸入電阻11.1.3理想運(yùn)算放大器及其分析依據(jù)

在分析運(yùn)算放大器時(shí)，一般將它看成是理想的運(yùn)算放大器。理想化的主要條件：1.理想運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)的特點(diǎn)因?yàn)閡O

=Auo(u+–

u–

)所以(1)

即u+=u–

,稱“虛短”(2)即i+=i–0,稱“虛斷”

電壓傳輸特性2.理想運(yùn)算放大器工作在飽和區(qū)的特點(diǎn)(1)輸出只有兩種可能,+UO(sat)或–UO(sat)(2)i+=i–0,仍存在“虛斷”現(xiàn)象電壓傳輸特性當(dāng)u+>u–

時(shí)，uO

=+UO(sat)

u+<u–

時(shí)，uO

=–UO(sat)不存在“虛短”現(xiàn)象

11.1.1

負(fù)反饋與正反饋

反饋：將放大電路輸出端的信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部通過某種電路引回到輸入端。11.2反饋的基本概念通過RE將輸出電流反饋到輸入端。反饋在電子電路中得到廣泛應(yīng)用。通過RE將輸出電壓反饋到輸入端。(b)有反饋放大電路(a)無反饋放大電路電子電路方框圖AF反饋電路比較環(huán)節(jié)基本放大電路

無反饋?zhàn)饔玫姆糯箅娐?，信?hào)單向傳遞，即只從輸入端向輸出端傳遞信息。

有反饋?zhàn)饔玫姆糯箅娐?，信?hào)雙向傳遞，既從輸入端向輸出端傳遞信息，又從輸出端向輸入端傳遞信息。因此，反饋放大電路是一個(gè)閉環(huán)電路。A電子電路方框圖凈輸入信號(hào)

若三者同相，則Xd=Xi

Xf,即Xd<Xi,此時(shí),反饋信號(hào)削弱了凈輸入信號(hào),電路為負(fù)反饋。

若Xd>Xi

，即反饋信號(hào)起了增強(qiáng)凈輸入信號(hào)的作用，則為正反饋。

—凈輸入信號(hào)—反饋信號(hào)—輸出信號(hào)

—輸入信號(hào)(b)有反饋放大電路AF反饋電路比較環(huán)節(jié)基本放大電路11.1.2負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響反饋放大電路的基本方程反饋系數(shù)凈輸入信號(hào)開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)

負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。同相，所以

AoF是正實(shí)數(shù)負(fù)反饋時(shí)，則有，1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。放大倍數(shù)下降至1/(1+|AoF|)倍,其穩(wěn)定性提高1+|AoF|倍。如|Ao|=300，|F|=0.01。是否正確？2.展寬通頻帶3.改善非線性失真

負(fù)反饋是利用失真的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，而不能完全消除失真。波形產(chǎn)生了非線性失真引入負(fù)反饋后，由于凈輸入信號(hào)減小，使得iC減小，從而改善了非線性失真4.

對(duì)放大電路輸出電壓、電流的影響5.對(duì)放大電路輸入、輸出電阻的影響11.3電壓比較器電壓比較器（無反饋，工作于非線性區(qū)）比較輸入電壓與參考電壓的大小模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)（高低電平）11.3.1單限電壓比較器運(yùn)算放大器處于開環(huán)狀態(tài)當(dāng)u+>u–

時(shí)，uO=+UO

(sat)

u+<u–

時(shí)，uO=–UO

(sat)

即uI<UR時(shí)，uO

=+UO

(sat)

uI

>UR

時(shí)，uO

=–

UO

(sat)可見，在uI=UR處輸出電壓uO

發(fā)生躍變。參考電壓11.3電壓比較器

單限電壓比較器：

當(dāng)uI

單方向變化時(shí)，uO

只變化一次。uI>UR，uO=+UO(sat)uI

<UR，uO=–UO(sat)輸入信號(hào)接在反相端輸入信號(hào)接在同相端思考零限電壓比較器

零限電壓比較器用途非常廣泛，在交流調(diào)壓、電氣控制系統(tǒng)中經(jīng)常使用。11.3.2輸出帶限幅的電壓比較器UZ–UZ限幅作用設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航?，則uI

<

UR，uO

=UZ

uI>UR，uO

=–UZuI<UR時(shí)，u'O

=+UO

(sat)

uI

>UR

時(shí)，u