12运算放大器基础和基本运算电路借鉴.pdf

运算放大器是模拟集成电路中的关键组件，广泛应用于电子工程领域。本课程主要针对06春4和06秋5、6班的电子专业学生，旨在使学生了解运算放大器的基础知识和基本运算电路。教学目标包括掌握运算放大器的结构、符号、主要性能指标，以及学习四种基本运算电路。 运算放大器是将多个电路元件，如二极管、晶体管、电阻和电容，集成在单个半导体芯片上的结果，分为模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路，如运算放大器，处理连续变化的电压或电流信号，具备体积小、可靠度高、成本低、温度特性优良及通用性强的优点。而数字集成电路则处理不连续变化的信号。 运算放大器的内部结构包括输入级、中间级和输出级，通常采用差分输入和射极输出等设计。外部电路涉及反相输入端（-）、同相输入端（+）、输出端（Uo）、电源端（UP和UN）、直流零点调节电位器、相位补偿电路端和接地端。运算放大器的图形符号是识别其在电路图中的关键。 运算放大器的主要特性包括开环差分电压增益（Ao）、开环差分输入电阻（iR）、输出电阻（Ro）和频带宽度（BW）。理想运算放大器有两个重要的结论：“虚短”（两输入端电位相等，UP=UN）和“虚断”（输入电流等于零，IN=IP=0）。这两个结论简化了对运算放大电路的分析。 接下来，课程介绍了两种基本的运算电路：反相比例运算电路和同相比例运算电路。 反相比例运算电路中，反馈电阻（fR）连接在输出端和反相输入端，输入电阻（1R）和输入平衡电阻（bR）用于保持输入端的平衡。电路的电压放大倍数（FUA）取决于fR和1R的比值，输出电压与输入电压呈反相比例关系，同时利用“虚地”概念简化分析。 同相比例运算电路中，信号从同相输入端进入，反馈信号在反相端。利用“虚短”和“虚断”的特性，可以得出输出电压与输入电压成正比且相位相同的结论。电路的闭环电压放大倍数由外接电阻fR和1R决定，确保高精度和稳定性。 通过学习这些基础知识，学生能够理解和设计基于运算放大器的电路，为后续的电子系统设计打下坚实基础。在实际应用中，虽然运算放大器的特性无法完全达到理想状态，但其接近理想的特性使得分析和设计仍然有效。