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集成运算放大器原理
日期:2008-9-22 2:05:42 人气:0     [ ]

由于运算放大器的增益极高,所以不能在两输入端之间加上输入信号,而一定要用作反馈放大器。这种运算放大器基本上可分为图 2 - 9 所示的非倒相放大电路和图 2 - 10 所示的倒相放大电路两类。

(a) 非倒相放大电路

首先,我们来讨论非倒相放大电路。设 IN+ 端和 IN -端的电压分别为 ,并认为运算放大器的增益无限大,则为要获得有限的输出电压,则 = 。这点则是运算放大器工作中的一大特征。在此前提下,分析电路工作就能变得十分简单。根据此特征,输入与输出的关系为:

(b) 倒相放大电路

下面我们来分析倒相放大电路。 = ,这点是与非倒相放大电路情况相同的, 所以 =0V 。这样,尽管有输入信号,然而 端处为 0V 。恰似接地,所以被叫做假想接地。于是,若讨论流经 的电流 I ,由于运算放大器的输入电流为 0 ,则

据此,可得出输入与输出的关系

可见,非倒相放大器和倒相放大电路,是从对应于输入,其输出是否倒向这一事实出发而得名的。

(c) 差分放大电路

如图 2 - 11 所示,可将两个这种放大电路组合成差分放大电路。 端的电压 分压而得

流经 的电流 I 为

由上述两式可得

其中,如设 ,则

即差分放大器能够获得 之差成正比的输出。

实际的运算放大器

以上所述是均是理想的运算放大器的情况。实际上,运算放大器的增益不可能无限大,有电流向 端子流入(或流出),并且其电流不一定相等。即使在无信号时, 之间也有一定的电压。

(a) 输入偏置电流()的影响

如果运算放大器的输入级由晶体管构成,要使电路能正常工作,应有偏置电流(基极电流)流过。该输入偏置电流流经反馈电阻时,会产生压降,从而造成输出误差。

在图 2 - 12 电路中,尽管无输入,但是在输出端也会出现位移电压 。此 为:

由于 ,设 // ( 并联的值 ) ,则 = 0 ,输入偏流的影响消失。并且,采取 C 耦合,将电容器与 串连时,若设 ,则 = 0 。

对于采用场效应管构成输入级的运算放大器,由于输入偏流几乎可以忽略不计,不必产生过去的顾虑。但是,由于采用场效应管输入的运算放大器来讲,如果温度上升 10 摄氏度 ,则输入偏流将增高两倍,因此,这种运算放大器必须避免在高温情况下使用。

(b) 输入位移电流( )的影响

在前项中,设 端、 端的输入偏流 相等,但实际上二者之间多少有些不同, 之差被叫做输入位移电流。

当设定常数,而使输入偏流不致产生影响时,因输入位移电流 所造成的输出位移电压 为: .

它与 无关,于是对于通过双极型输入运算放大器来讲, 的上限值为 100 ,希望 值更大时,应使用场效应管输入运算放大器。

出处:互联快讯 作者:佚名