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標(biāo)題: 集成運(yùn)放-同相、反相和差動(dòng)放大電路 [打印本頁]

作者: 51黑黑黑 時(shí)間: 2016-2-12 19:20
標(biāo)題: 集成運(yùn)放-同相、反相和差動(dòng)放大電路
很長時(shí)間沒有好好研究過運(yùn)放，以前的一些概念也很模糊，于是找到一本好書《圖解運(yùn)算放大電路》，一個(gè)日本人寫的，他用了杠桿和油壓裝置來形象地描繪集成運(yùn)放。理想運(yùn)放應(yīng)具備以下特點(diǎn)：
(1)差模開環(huán)電壓增益Avd=∞；
(2)差模輸入電阻Rid=∞；
(3)輸出電阻Ro=0；
(4)共模抑制比KCMR=∞；(5)輸入偏置電流IIB=0；
(6)輸出失調(diào)電壓VIO、失調(diào)電流IIO及其溫漂αVIO、αIIO均為零；
(7)單位增益帶寬BWG=∞；
(8)轉(zhuǎn)換速率SR=∞，等。

一個(gè)運(yùn)放的開環(huán)增益很大，那么在正反相輸入端只要有個(gè)微小的壓差，輸出就應(yīng)當(dāng)為無窮大，然而實(shí)際中運(yùn)放最大的輸出約為電源電壓的70%左右。運(yùn)放存在著失調(diào)電壓，因?yàn)槠鋬?nèi)部差動(dòng)晶體管特性不可能完全一致。
下面以LM741為例來講述

左圖是它的管腳封裝，1和5管腳是補(bǔ)償失調(diào)電壓的兩管腳，接法見右圖；2和3分別為反相和正相輸入端，4和7接電源；6則為輸出。將正反相輸入端接地，調(diào)節(jié)如右圖的電阻，使輸出電壓為0，這是補(bǔ)償運(yùn)放的失調(diào)電壓。
運(yùn)放的基本運(yùn)算方法是運(yùn)用“虛短（V+=V-)”和“虛斷(流入集成運(yùn)放的輸入電流為0）”。集成運(yùn)放基本的兩種電路是同相和反相放大電路，見下圖：

拿同向放大電路來說，(0-V1)/R2=(V1-Vo)/R1Vo=V1(1+R1/R2)=0.03*(1+9.9/0.1)=3V
反相放大電路則是（V2-0）/R5=(0-Vo)/R4 得出Vo=-V2*R4/R5=-0.3*10/1=-3V

這兩個(gè)電路的輸入端位置不一樣，導(dǎo)致放大后的極性也不同，反相放大電路輸出與輸入極性相反，而同相放大電路則輸入輸出極性相同，還有就是反相放大電路的正相輸入端需要一個(gè)電阻來對(duì)付溫漂，其阻值可由公式R4*R5/(R4+R5)來確定。

差動(dòng)放大電路就是在同相反相輸入端都輸入一個(gè)電壓，看下圖：

計(jì)算輸出電壓同樣需要運(yùn)用上面“虛短”和“虛斷”的方法，當(dāng)然采用正反相疊加的方法顯得更為方便：
對(duì)于同相來說 Vo1=V1*(R1+R2)/R2=3V；
對(duì)于反相來說 Vo2=-V2*R1/R2=-1.8V；
Vo=Vo1+Vo2=1.2V。

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