1、学学 习习 目目 标标 了解集成运算放大器的应用电路形了解集成运算放大器的应用电路形式及工作原理。式及工作原理。理解理想集成运算放大器的电压传理解理想集成运算放大器的电压传输特性。输特性。掌握集成运算放大器的工作特点和掌握集成运算放大器的工作特点和分析方法。分析方法。掌握基本运算电路的输出电压和输掌握基本运算电路的输出电压和输入电压之间的运算关系。入电压之间的运算关系。内容简介内容简介 集成运算放大器是模拟集成电路中一种最主要的集成运算放大器是模拟集成电路中一种最主要的器件。它是由高放大倍数的直接耦合放大器组成的，器件。它是由高放大倍数的直接耦合放大器组成的，当它外接一定形式的反馈网络后，便可
2、实现信号的多当它外接一定形式的反馈网络后，便可实现信号的多种组合和运算等许多功能。种组合和运算等许多功能。第一节第一节 集成运算放大器集成运算放大器（1 12 2节）节）一、集成运放的组成和符号一、集成运放的组成和符号二、集成运放的封装和分类二、集成运放的封装和分类三、集成运放的电压传输特性三、集成运放的电压传输特性四、集成运放的两种基本电路四、集成运放的两种基本电路一、集成运放的组成和符号一、集成运放的组成和符号图5-1 集成运放的组成框图（1）输入级）输入级 通常是具有较高输入电阻和较高放大倍数的放大器。（2）中间级）中间级 中间级的作用是使集成运放具有较强的放大能力，通常由多级共射极放大
3、器构成。（3）输出级）输出级 输出级的作用是为负载提供一定幅度的信号电压和信号电流，并具有一定的保护功能。输出级一般采用输出电阻很低的射极输出器或由射极输出器组成的互补对称功放电路。（4）偏置电路）偏置电路 偏置电路的作用是为各级提供所需稳定的静态工作电流。图5-2 集成运放符号uNuPNPuo-+二、集成运放的封装和分类二、集成运放的封装和分类1.封装封装塑料双列直插式、陶瓷扁平式和金属圆壳式等2.分类分类按电路特性分类：通用型专用型（高性能型）低功耗型高精度型高速型宽带型高阻型高压型低漂移型低噪声型大功率型三、集成运放的电压传输特性三、集成运放的电压传输特性uiuo+Uom-Uom0 集成
4、运放的输出电压与输入电压(即同相输入端与反相输入端间的电压差值)间的关系曲线，称为电压传输特性。线性区虚框内非线性区虚框外图5-4 集成运放的电压传输特性表51 集成运放的传输特性及特点工作区工作区传输特性传输特性工作特点工作特点线性区线性区输出电压uo和输入电压ui是线性关系，即uo=Auoui=Auo(uP-uN)（1）虚短-两输入电压uN-uP=0，即uN=uP（2）虚断-两个输入端的输入电流为零，即iN=iP=0非线性区非线性区输出电压uo只有两种可能，即+Uom和-Uom。（1）“虚短”特性不再成立，即uPuN当uPuN时，uo=+Uom；当uPuN时，uo=-Uom；（2）“虚断”
5、特性仍然成立，即iN=iP=0。四、集成运算放大器的两种基本电路四、集成运算放大器的两种基本电路 1.反相比例运算放大电路反相比例运算放大电路R1uiNPuo-+RfR2i1if电路特点：电路特点：输入信号加在集成运放的反相输入端。Rf为反馈电阻。从输出端看，Rf接在了输出端，从输入端看，Rf接在输入端，所以Rf为电路引入了电压并联负反馈。R2为平衡电阻，取值为R2=R1/Rf。图55 反相比例运算放大电路根据“虚断”和“虚短”的概念uP=0 uN=uP=0N端与地同电位，但N端并未接地，所以反相输入端是“虚地”i1=if，即RuuRuufONNi1经整理，放大器的电压放大倍数为：RRuuAf
6、iouf1式中“”号表示uo与ui相位相反，故称为“反相放大器反相放大器”。uRRuifo1上式经变换 uo与ui成比例关系，比例系数为1fRR故该电路又称为“反相比例运算放大器反相比例运算放大器”当Rf=R1=R时，则，uo=-ui“反相器反相器”1iuiouu图5-6 反相器的符号2.同相比例运算放大器同相比例运算放大器fR1R2Riuou1ifi图5-7 同相比例运算放大电路电路特点电路特点:输入信号经电阻R2接到同相输入端，起补偿作用，用来保证外部电路平衡对称。Rf为电路引入了电压串联负反馈。根据“虚断”的概念，i1=if，即fNoNRuuRu1经整理of11NuRRRu根据“虚短”的
7、概念 uN=uP=ui经整理，放大器的电压放大倍数为：1fiouf1RRuuA上式表明，uo与ui同相位，故称该放大器为“同相放大器同相放大器”。上式经变换uRRuifo)1(1由于uo与ui成比例关系，比例系数为1f1RR又称为“同相比例运算放大器同相比例运算放大器”。若令Rf=0（短路）或R1=（开路），此时，Auf=1，它无电压放大作用，uo=ui，所以该电路又称为“电压跟随电压跟随器器”。iuiouu 图5-8 电压跟随器的符号小小 结结 反相放大器和同相放大器是集成运放电路所构成的最反相放大器和同相放大器是集成运放电路所构成的最基本的运算电路，下面介绍的运算电路都是在这两种放大基本的运算电路，下面介绍的运算电路都是在这两种放大器的基础上演变而来的。器的基础上演变而来的。1.集成运放电路通常由哪几部分组成？各部分起什么作用？2.集成运放工作在线性区和非线性区时，各有什么特点？3.什么叫“虚短”、“虚地”？什么叫“虚断”？在什么情况下存在“虚地”？4.指出题图5-1所示电路属于什么电路，其中R1=5.1k，ui=0.2V，uo=-3V，计算Rf的阻值。5.指出题图5-2所示电路属于什么电路，若Rf=100k，ui=0.1V，uo=2.1V，计算R1的阻值。题图5-1 题图5-2
