详解运算放大器线性应用的三个重点

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集成运算放大器是采用一定制造工艺将大量半导体三级管、电阻、电容等元件以及它们之间的连线制作在同一小块单晶硅的芯片上,并具有一定功能的电子电路。

运算放大器线性应用

本文重点讲解运算放大器的线性应用,线性应用重点掌握集成运放的传输特性、理想运放的特性,以及基本的同相放大器、反相放大器、加法电路、减法电路、积分电路和微分电路。

1. 运放的传输特性

运算放大器的传输特性曲线如下图:

运算放大器的传输特性曲线

线性区满足:

线性区满足

由于运放的电压增益值很高,容易导致电路性能不稳定,并且线性区非常窄,为了使集成运放所组成的各种应用电路能稳定地工作在线性区,必须引入负反馈。

若运放处于开环或是正反馈的状态下,运放工作在非线性区,这时可以用作比较器:

比较器

2. 虚短和虚断

理想运放的特性是:

  • 开环电压增益视为无穷;

  • 输入电阻视为无穷;

  • 输出电阻视为零。

因此,当运放工作在线性区时,可将同向输入端和反向输入端电压视为相等,称为“虚短”。

虚短

由于输入电阻也视为无穷,因此输入电流可视为零,称为“虚断”。

虚断

注意:

  • “虚”字,都不是真正的短路和断路,只是在计算时,将电压视为相等,电流视为零,实际中没有短路和断路的现象。

  • 另外,只有运放工作在线性区时才具有“虚短”特性。

3. 典型运算电路

运算电路是运放引入深度负反馈,这时的运放工作在线性区,具有“虚短”和“虚断”的两大特点,这也是分析运算电路的基本出发点。

大家熟悉以下几个基本的运算电路,有助于求解复杂的运算电路。

运算电路

运算电路

运算电路

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