电路复习——集成运算放大器电阻电路

集成运算放大器电阻电路

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主要内容

• 集成运算放大器
• 集成运放的基本运算电路

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运算放大器

1 介绍

• 运算放大器简称集成运放或运放，是一种集成芯片，在早期主要是用来模拟信号的运算如加减乘除、微积分等。¹
  
• 集成运放的内部电路是由半导体晶体管或场效应管组成的多级放大电路。它在线性区的电压传输特性为²$$U_{out}=A_{uo}(U_{+}-U_{-})\text{\hspace{1em}(1-1-1)}$$其中$A$为集成运放的开环放大倍数，$U_{+}$称为同相输入电压，$U_{-}$称为反相输入电压。
  
• 由(1-1-1)可以看出，集成运放在非线性区是一个对输入电压之差为自变量的线性放大元件，其斜率等于它的开环放大倍数。
• 容易得到集成运放输入端与输出端之间并不满足能量守恒定律，故需要外加外部的直流工作电源之后才能进行放大处理，因此集成运放使一个有源器件。³

2 主要参数

2.1 开环电压放大倍数$A_{uo}$

• 开环电压放大倍数$A_{uo}$指集成运放的输出端和输入端之间，在没有外接元件的情况下，集成运放工作在线性区时，在输入端加小电压信号时所测出的电压放大倍数。、
• 实际中一般的集成运放的开环电压放大倍数都会很大，所以能近似的认为是理想集成运算放大器。

2.2 最大输出电压$U_{om}$

• 集成运放在空载的时候，能使输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压，$U_{om}$一般会略低于工作电源所提供的电压。

2.3 输入电阻$R_{id}$

• 指的是集成运放输入电压与输入电流之比。

2.4 输出电阻$R_o$

• 指的是集成运放输出端的等效电阻。

3 理想集成运算放大器

在此只讨论理想集成运放工作在线性区的时候

3.1 特点

• 开环电压放大倍数$A_{uo}\to \infty$
• 输入电阻$R_{id}\to \infty$
• 输出电阻$R_0\to 0$

3.2 输入端“虚短”

• 由于输出电压$U_{out}$为有限值，因此对于开环电压放大倍数$A_{uo}\to \infty$，有$$U_{+}-$$