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1、課程教案首頁
No. 15
授課題目
集成運算放大器電路(一)
教學單元
學 時
2 [寸]
4 []
教學目標
[知識目標]:
集成運算放大器的基本結構、電路符號;集成運算放大器主要性能參數(shù);集成運算放
大器的理想特性及反相運算放大電路的特點。
[能力目標]:
會分析反相運算放大電路輸出電壓、輸入電壓的關系。
[素質目標]:
培養(yǎng)學生邏輯思維能力。
重 占
難點
集成運算放大器的理想特性
虛短與虛斷
教學方法
啟發(fā)式教授法
能力訓練
(作業(yè))
教學體會
授課班級
授課時間及地 點
年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室
年
2、月 日(星期 )第 節(jié), 樓 室
年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室
年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室
年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室
步驟一:以提問的形式提出放大電路中靜態(tài)工作點的作用,從而引出解決的方法。5分鐘
1. 三極管放大電路中為什么要設置靜態(tài)工作點?
2 .溫度對放大器靜態(tài)工作點有什么影響?
步驟二:從放大電路的失真問題聯(lián)想到怎樣解決失真問題,從而引出新課集成電路的特點、結構、
技術指標等。 80分鐘
一、 集成電路基礎
1 .集成運算放大器:是一種高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合放大電路
2. 集成電路特點:
(1) 制造
3、容量大于2000PF的電容元件很困難,如需大電容必須外接,所以集成運放都采用直
接耦合放大電路。
(2) 制造太大和太小的電阻不經(jīng)濟,占用硅面積大。一般R的范圍為100Q?30KQ,大電阻
用恒流源代替。
(3) 集成工藝是做的元件愈單純愈好做。
(4) 元件的精度低,但對稱性好,溫度特性好。
3. 分類:
按集成度分:小規(guī)模集成電路(100個元器件以下)
中規(guī)模集成電路(100-1000個元器件之間)
大規(guī)模集成電路(1000—100000個元器件之間)
超大規(guī)模集成電路(10000元器件以上)
4. 集成電路的外形
單列扁平式、圓殼式、雙列直插式、單列直插式、直插式
4、、扁平式
二、 集成運算放大器的基本結構、電路符號
偏置電路
1. 輸入級要求:輸入電阻高,零點漂移小,采用差放
2. 中間級 一般采用共射放大電路
3. 輸出級 要求,輸出電阻低,帶載能力強,能輸出較大的電壓幅度及功率。一般都由互補對稱
電路構成
4. 偏置電路 給前三部分提供固定的和合適的偏置電流,一般由恒流源電路構成。
>oo
OU.
符號:
U?O
U+o
三、 集成運放的主要技術指標
1 .開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuO
其數(shù)值很高,一般約為104~107。該值反映了輸出電壓匕0與輸入電壓件和》之間的關系。
2. 差模輸入電阻ri
運放的差動輸入電阻很
5、高,一般在幾十千歐至幾十兆歐。
3. 閉環(huán)輸出電阻H)
由于運放總是工作在深度負反饋條件下,因此其閉環(huán)輸出電阻很低,約在幾十歐至幾百歐之間。
4. 最大共模輸入電壓Uicmax
運放兩個輸入端能承受的最大共模信號電壓。超出這個電壓時,運放的輸入級將不能正常工作或
共模抑制比下降甚至造成器件損壞。
四、 理想集成運放及其傳輸特性
為簡化分析過程,同時又能滿足實際工程的需要,常把集成運放理想化,集成運放的理想化參數(shù)
為:
① 開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuO二8
② 差模輸入電阻ri=8
③ 輸出電阻「0二0
④ 共模抑制比KCMR=oo
1 .虛短
理想運放工作在線性區(qū)時,輸出
6、電壓£0與輸入電壓Ui之間是線性放大關系。
因AuO=°°,所以可導出
u,_u
Go
A”。
運放工作在線性區(qū)差模輸入電壓等于零,說明〃 =u即理想運放的兩個輸入端電位相等。
+ —
兩點等電位相當于短路。理想運放的兩個輸入端并沒有真正短接,但卻具有短接的現(xiàn)象稱為
“虛短” O
2 .虛斷
又由于理想運放的差模輸入電阻ri=8,所以可近似地認為兩個輸入端均無電流流入。這種現(xiàn)
象稱為“虛斷” o
“虛短”和“虛斷”是運放工作在線性區(qū)的兩個重要結論。
五、反相比例運算電路
Rf
u; - u
I
Ri
1
Uo
Rf
Rf
以。
a
R】
注意:雖然 "=0但不能將反相輸入端和同相輸入端直接相聯(lián)或者直接接地
+ —
注意:雖然 "=0但不能將反相輸入端和同相輸入端直接相聯(lián)或者直接接地
+ —
步驟三:總結 5分
1. 理想集成運放的特點;
2. 虛短與虛斷;
3. 反相比例運算電路的特點。