集成运放及其理想特性(1)

简述理想化集成运放的参数要求及特点理想化集成运放是一种高度理想化的运放模型，它具有一系列特定的参数要求和特点。

在中心扩展下，我将详细阐述这些要求和特点。

理想化集成运放的参数要求包括：1. 增益（Gain）：理想化集成运放的增益应当趋近于无穷大，即具有无穷大的放大能力。

这意味着它可以将微小的输入信号放大到较大的幅度，以便于后续的处理和分析。

2. 带宽（Bandwidth）：理想化集成运放应具有无限的带宽，即可以传输任何频率的信号，而不会出现失真或衰减。

这使得它可以处理宽带信号，并适用于各种应用领域。

3. 输入阻抗（Input Impedance）：理想化集成运放的输入阻抗应当趋近于无穷大，以确保输入信号的准确性和稳定性。

它应该能够接受来自各种输入源的信号，而不会对它们产生影响。

4. 输出阻抗（Output Impedance）：理想化集成运放的输出阻抗应当趋近于零，以确保输出信号的准确性和稳定性。

它应该能够驱动各种负载，并提供与输入信号相匹配的输出电压。

5. 共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio，CMRR）：理想化集成运放的CMRR应当趋近于无穷大，以消除来自共模信号的干扰。

它应该能够有效地抑制共模干扰，使得输出信号只包含差模信号。

6. 温漂（Temperature Drift）：理想化集成运放的温漂应当趋近于零，以确保其参数在不同温度下的稳定性。

它应该能够在不同的工作环境中保持一致的性能。

理想化集成运放具有以下特点：1. 理想化集成运放具有高增益和高输入阻抗，可以将输入信号放大到足够的幅度，并准确地接收输入信号，从而实现对信号的精确处理。

2. 理想化集成运放具有宽带宽和低输出阻抗，可以传输和驱动各种频率和负载，适用于不同的应用场景。

3. 理想化集成运放具有良好的共模抑制比，可以有效地抑制共模干扰，提供纯净的差模输出。

4. 理想化集成运放具有稳定的温漂特性，可以在不同的工作温度下保持一致的性能，确保信号的准确性和稳定性。

余姚市职成教中心学校
陈雅萍
集成运放的理想特性 在分析集成运放的各种实用电路时，为了简化分析，通常将集成运放的性能指标理想化，即将集成运放看成理想运放。

当集成运放参数具有以下特征时，称为理想运放。

开环差模放大倍数A od
∞输入电阻R id
∞输出电阻R o
0共模抑制比K CMR
∞（零漂为0）通频带∞
——什么是理想运放？
理想运放特征：
集成运放的工作状态
——线性区和非线性区1.线性区：2.非线性区：
集成运放处于开环（没有引入反馈）或引入正反馈（反馈到同相输入端）。

集成运放引入负反馈反馈支路是从输出端反馈到反相输入端)
(-+-=I I od O u u A u
理想运放等效电路
工作在线性区集成运放有两个特点——1.虚短同相输入端反相输入端输出端
虚短)
(-+-=I I od O u u A u 虚短：两输入端电位相等，即。

-+=I I u u 相当于两输入端短路，但又不是真正的短路，故称为虚短。

理想运放等效电路——2.虚断虚断同相输入端反相输入端输出端
工作在线性区集成运放有两个特点两输入端电流为零，即。

0===-+I I I i i i 虚断：相当于两输入端断开，但又不是真正的断开，故称为虚断。

集成运放的理想特性
1.什么是理想运放
3.工作在线性区理想运放的两个特点
2.理想运放的两种工作状态
线性区：集成运放引入负反馈；
非线性区：集成运放处于开环或引入正反馈。

虚短：两输入端电位相等，即-+=I I u u 两输入端电流为零，即0==-+I I i i 虚断：。

理想运算放大器特点
集成运算放大器，简称运放。

三端元件（双端输入、单端输出的电路结构），抱负三极管，高增益直流放大器。

抱负运算放大器（有时简称运放）的特点如下：
（1）极大的输入电阻
高输入阻抗，输入端流入电流近于0，几乎不取用信号源电流，近于电压掌握特性，从而导出“虚断”概念；
（2）微小的输出电阻
具有（在负载力量以内）不挑负载，适应任意负载的特性。

后级负载电路的阻抗大小不会影响到输出电压。

（3）无穷大的电压放大倍数（可达百万或千万倍）。

这就打算了：在肯定供电电压条件下，放大器仅能工作闭环（负反馈）模式下，且实际的放大倍数是有限的；开环模式即为比较器状态，输出为高、低电平二态。

在闭环（有限放大倍数）状态下，放大器的脾性是随机比较两输入端的电位凹凸，不等时输出级即时做出调整动作，放大的最终目的，是使两输入端电位相等（其差为0V），从而导出“虚短”概念。

其实，在放大过程中，是在进行着“放大不离比较，比较不离放大”动态平衡的调整。

整个模拟电路教程，在高校或高职高专的正统教学规程上，其内容相当浩大，而学习难度尤高，尤其牵涉太多的高等数字运算，因而学习
运算电路，被相当多的学子视为畏途，更有人将模拟电路称之为“魔电”，越学越晕，导致不能学以致用。

以我本人几十年来对电子电路的原理把握和实践应用阅历为据，写就该章。

就我看来，整个运放电路的应用，假如用3个课时来解决掉，把握原理和检修方法，一步到位修运放电路，是完全可以实现的。

新课1．输入级输入级是接受微弱电信号、抑制零漂的关键一级，决定整个电路性能指标的优劣。

输入级均采用带恒流源的差分放大器。

能有效抑制零漂、具有较高的输入阻抗及可观的电压增益。

2．中间级主要任务是提供足够的电压增益，又称放大级。

采用恒流源负载共发射极放大电路。

往往还附有射极跟随器，用以隔离中间级与输出级的相互影响，兼作电位移动。

3．输出级采用射极（源极）输出器或互补对称电压跟随器组成。

要求：输入阻抗高，输出阻抗低，电压跟随性好。

以减小或隔离与中间级的相互影双列直插式引脚排列规则：将半圆凹口标记置于左方，自下而上逆时针转向可读出各引脚的递增序号。

．图形符号”表示开环增益极高。

具有较宽的工作电压范围，并且既可采用双电源工作，三、集成运放的性能指标 d v无反馈时集成运放差模电压增益，称为开环差模增益，记作它等于开环情况下，输出电压与输入差模电压之比。

d A v 越大，集成运放性能越好。

IO当输入电压为零时，为了使放大器输出电压也为零，在输入端外加的补偿电压，IO V 越小，运放性能越好。

”表示开环电压放大倍数为无穷大的理想化条件。

输出特性分为线性区和非线性区（饱和区）。

当运放工作在线性区时，输出电压O V 与输入电压ID V （+-V ）虚短：理想运放两输入端电位相等，好似短接但不是实际的短接，称为“虚短接”虚断：理想运放两输入端无电流，好似断开但不是实际的断开，称为“虚断开”“虚短”或“虚断”是集成运放特有的极限状态或理想特性。

第二节 反馈放大器 一、反馈放大器及其分类反馈：把放大器输出信号，按一定路径馈送到输入端的过程称为反馈。

反馈放大器：施加反馈的放大器称为反馈放大器。

反馈放大器组成：基本放大器（主网络）A 和反馈网络F 构成的闭合环路，．正反馈和负反馈正反馈：反馈信号f x 的加入使净输入信号i i x x '>，这种反馈称为正反馈。

负反馈：反馈信号f x 的加入使净输入信号i i x x '<，这种反馈称为负反馈。

集成运放的电压传输特性、理想模型和
分析依据
1、电压传输特性集成运放的传输特性是指电路开环时，输出电压与差模输入电压之间的关系。

即线性区：－Uimlt;uidlt;＋Uim时，。

饱和区：uid＋Uim时，uidlt;－Uim 时，
由此可见，运放的线性范围非常小，若开环使用，很难实现输出与输入电压的线性关系。

因此，作为放大器，运放不能开环使用，必须加负反馈来减小uid使其工作在线性区域。

2、理想运放模型性能指标：开环差模电压放大倍数Auo→∞；差模输入电阻rid→∞；共模抑制比KCMR →∞；输出电阻ro＝0 。

3、分析运放电路的基本依据（1）运放工作在线性区
利用理想模型可以推导出下面两个结论：①运放两个输入端的电位相等，即因为，∴uid＝0，又∴，差模输入电压等于零，又称为“虚短”。

②两个输入端的输入电流为零，即因为输入电阻rid→∞，∴，又称为“虚断”。

注意：只有运放工作在线性区时，“虚短”、“虚断”的概念是都成立的。

（2）
运放工作在非线性区“虚短”的概念不成立，但“虚断”的概念仍然成立。

当时，uo＝＋Uom ；当时，uo＝＋Uom 。

（3）理想模型的电压传输特性。

理想集成运放的性能指标1 理想集成运放性能指标理想集成运放作为一种功率放大器，具有体积小，功耗低，低失真音频和空白电路器件等优点。

理想集成运放的性能指标在确定放大器是否合格方面可以提供有用的信息，有助于确定放大器的功率范围。

1.1 静态特性与功率放大器的静态特性有关的性能指标包括增益，电压增益和电流增益，以及增益带宽等。

典型的理想集成运放的性能指标如下：放大器的电压增益为0.5V/V ~ 1.5V/V，电流增益为2A/V ~ 10A/V，输入增益带宽10MHz ~ 17MHz，输入电阻1KΩ ~ 10KΩ，晶体管的摩尔失步率20dB~50dB。

1.2 动态特性除静态性能指标外，动态特性也是影响放大器性能的重要因素。

常用的理想集成运放性能指标有增益稳定度、均衡元件稳定性、增益驻波比、输入参考电阻零点补偿因子等。

增益稳定度一般应大于85dB，低频增益驻波比一般不小于40dB，输入参考电阻零点补偿因子一般应小于5mV/V。

1.3 稳压电路性能稳压电路是理想集成运放系统的基本组成部分。

稳压电路的性能可以用几个参数来表示，包括输出电压，输出电压稳定度，输出电流，输出电流波动，瞬态响应和负载调整率等。

一般来说，理想集成运放系统的输出电压应小于11V，输出电压稳定度应小于1‰，输出电流应小于50mA，负载调节率应大于2%。

理想集成运放是一种高性能的功率放大器，对它的装备要求相比一般的功率放大器更加苛刻。

因此，如何按照性能参数要求进行选择以及如何进行调试，准确认识运放的性能特性，对于实施理想集成运放有着至关重要的作用。

理想集成运放的性能指标包含了静态特性、动态特性和稳压电路性能等三个因素，为使放大器具有更好的质量，应详细认识这些性能指标，并严格按照规定的要求进行设计和调试。

40 模拟电子技术实验实验八集成运算放大器的基本应用(I)─模拟运算电路一、实验目的1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

2.了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。

二、实验设备与器件三、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。

当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。

1.理想运放的特性在大多数情况下，运放可被视为理想器件，就是将运放的各项技术指标理想化，理想运放需要满足下列条件：开环电压增益A ud=∞输入阻抗r i=∞输出阻抗r o=0带宽f BW=∞失调与漂移均为零等。

理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式U O＝A ud（U+－U－）由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。

即U+≈U－，称为“虚短”。

（2）由于r i=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB＝0，称为“虚断”。

这说明运放对其前级吸取电流极小。

上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。

2.基本运算电路（1）反相比例运算电路实验八 集成运算放大器的基本应用(Ⅰ) 41电路如图8－1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为i 1F O U R R U -=为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。

图8－1 反相比例运算电路 图8－2 反相加法运算电路（2）反相加法电路电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为)(i22F i11F O U R RU R R U +-= R 3＝R 1 / / R 2 / / R F （3）同相比例运算电路(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图8－3 同相比例运算电路图8－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1F O )(1U R R U += R 2＝R 1 / / R F42 模拟电子技术实验当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图8－3(b)所示的电压跟随器。