一級(jí)基礎(chǔ)科目（一）輔導(dǎo)---運(yùn)算放大器

　　運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱運(yùn)放)，是一種高增益的差動(dòng)放大器，能夠放大直流至一定頻率范圍的交流信號(hào)。它是一種通用性很強(qiáng)的基本單元。運(yùn)放的符號(hào)如圖8―8―1(a)所示，它是一個(gè)多端器件，有兩個(gè)輸入端(一個(gè)反相輸入端和一個(gè)同相輸入端，分別用-和+表示)和一個(gè)對(duì)地的輸出端，還有一對(duì)施加直流電源的出線端。為了簡(jiǎn)化，通常可采用圖8―8―1(b)所示的簡(jiǎn)化符號(hào)。

　　輸出端和地端之間的電壓u0與輸入兩個(gè)端子對(duì)地電壓uN與up之間的關(guān)系為：　　

　　式中 Au0為運(yùn)放本身的放大倍數(shù)，上式表明輸出電壓u0與兩個(gè)輸入電壓uN與up的差值成比例。

　　8.1 理想運(yùn)算放大器

　　運(yùn)算放大器有很高的輸入電阻ri(值在10k12～1000Mfl之間)，很低的輸出電阻ro(在5012～50012范圍內(nèi))和很高的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo(通常在104～107之間)。根據(jù)運(yùn)放的特點(diǎn)，我們有理由假設(shè)運(yùn)放具有如下理想特性：

　　(1)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo為 ;

　　(2)輸入電阻ri為 ; ?

　　(3)輸出電阻ro為零。

　　此外，還認(rèn)為器件的頻帶為無(wú)限寬，沒(méi)有噪聲。輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出端處于恒定的零電位，具有上述理想特性的運(yùn)放稱理想運(yùn)放。理想運(yùn)放的符號(hào)如圖8-8-2所示。

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　　對(duì)于工作在線性區(qū)的理想運(yùn)放，利用它的理想特性可以得出下面兩條重要法則：

　　(1)理想運(yùn)放兩輸入端之間的電壓差趨于零。這是因?yàn)樵诰€性區(qū)內(nèi)u。是有限值

　　(2)理想運(yùn)放的兩輸入端不取用電流。

　　上述兩條法則，可歸結(jié)為“虛短路”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。必須指出，只有當(dāng)運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)才可使用虛短的概念。虛短的概念為電路分析和計(jì)算提供了很大方便，且對(duì)運(yùn)算結(jié)果不會(huì)帶來(lái)明顯誤差。

　　8.2 基本運(yùn)算電路 ’

　　8.2.1 比例運(yùn)算

　　1.反相輸入：輸入信號(hào)從反相輸入端輸入，同相輸入端接地，如圖8-8-3所示。

　　8.3 運(yùn)放的主要參數(shù)

　　以上運(yùn)放應(yīng)用電路中，把運(yùn)放視作理想放大器，使電路分析大大簡(jiǎn)化，但實(shí)際運(yùn)放并不是一個(gè)理想運(yùn)放，常用一些參數(shù)來(lái)表示運(yùn)放的性能好壞，主要參數(shù)有：

　　8.3.1 最大輸出幅度U OPP

　　它是指在額定的電源電壓下，運(yùn)放所能輸出的不失真的最大峰值電壓值。

　　8.3.2 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Au0

　　運(yùn)放在開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)下，輸出電壓與兩個(gè)輸入端電壓之差的比值，愈大愈好，一般約104～107。

　　8.3.3 輸入失調(diào)電壓UIO

　　輸入失調(diào)電壓是指在輸入電壓為零時(shí)，輸出端出現(xiàn)的直流電壓折合到輸入端的數(shù)值;或指為了使輸出電壓UO=0，必須在輸入端加的補(bǔ)償電壓，補(bǔ)償電壓越小越好。

　　8.3.4 輸入失調(diào)電流IIO

　　輸入失調(diào)電流是指輸入信號(hào)為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流之差。Jn，也是越小越好。

　　8.3.5 輸入偏置電流I IB

　　輸入偏電流指輸入信號(hào)為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均值。也希望越小越好，一般在零點(diǎn)幾微安級(jí)。

　　8.3.6 輸入電阻，輸出電阻。

　　8.3.7 共模抑制比CMRR，該值越大越好。