第5章运算放大器的电路模型

1．集成运算放大器概述

集成运算放大器是一种高电压放大倍数、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。所谓集成是相对于分立而言的，他把整个电路的各元件及相互引线封装在一块半导体芯片上，大大提高了电子电路的可靠性和灵活性。它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由以下四部分组成。

1． 集成运算放大器组成

①输入级：通常由差动放大电路构成，目的是为了减小放大

 电路的零点漂移、提高输入阻抗和差模放大倍数。输入级有反相输入端、同相输入端两个输入端；

 ②中间级：的主要作用是获得较高的电压放大倍数。一般由共发射极多级放大电路组成；

③输出级：一般由电压跟随器或互补功放电路组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。  

④偏置电路：一般由各种恒流源电路构成，是为上述各级电路提供稳定、合适的工作电流，稳定各级的静态工作点。此外还有一些过载保护电路及高频补偿环节等辅助环节。

 2． 运算放大器的符号

   集成运放的电路符号如图2所示。它有两个输入端，标“+”的输入端称为       同相输入端，输入信号由此端与参考端（公共端）输入时，输出信号与输入信号实际方向对地来说相同；标“－”的输入端称为反相输入端，输入信号由此端与参考端输入时，输出信号与输入信号实际方向对地来说相反。 运算放大器主要用在信号运算、信号处理和信号发生电路中。信号运算主要包括比例、加减、对数、指数、积分、微分等运算。信号处理主要包括有源滤波器、精密整流电路、电压比较器、采样—保持电路等。信号发生电路主要包括方波、锯齿波等产生电路。

 3. 集成运算放大器的特性

理想运算放大器

根据实验得到集成运算放大器的电压传输特性。电压传输特性给出了集成运放开环时输出电压与输入电压之间的关系。可以看出，集成运放有两个工作区：线性区（)和非线性区。由于集成运放的电压放大倍数相当高，线性区时其实际特性与理想特性非常接近。

线性区输出、输入电压的关系：

如果把反相端接地，只在同相端加输入电压可得：

相反如果把同相端接地，只在反相端加输入电压可得：

集成运放的输出uo和输入ud之间的转移特性曲线如下：