电阻的比值，而与运放本身的参数无关。因此，保证
了比例运算的精度和稳定性（深度负反馈）。
反馈类型： 深度并联电压负反馈
电路阻抗特征：输入电阻不高，输出电阻很低。
2、同相输入
if Rf
u u ui 及 if i1
有
i
u
u i
i1 R1
-∞
+
1
R
R
1
1
i
u
u o
ui
u o
+
ui R2
uo
f
R
R
F
F
得
电工学课件集成运算放大器
主要内容
• 集成运算放大器的简介 • 运算放大器在信号运算方面的应用 • 运算放大器在信号处理方面的应用 • 运算放大器在波形产生方面的应用 • 使用运算放大器应注意的几个问题
16.1 集成运算放大器的简单介绍
集成电路： 集 成 度：SSI、MSI、LSI、 VLSI （ASI） 导电类型：双极型、单极型 兼容型 信号类型：数字、模拟、混合 优 点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高
i f i1 及 uu0
i1
ui
u R1
ui R1
if
u uo RF
uo RF
由此得：
u o
R F
R
u i
1
说明：
uR
A o F
u u f
R
i
1
1、式中的负号表示输出与输入反相，因此又把反相
输入的比例运算电路称为反相器；
2、如R1和RF的阻值足够精确，而运放的开环放大倍数 很高，就可以认为输出与输入信号的关系只取决于两
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1）开环电压放大倍数 Auo→∞
理想化条件：
2）差模输入电阻 3）开环输出电阻
rid→∞ ro→0
4）共模抑制比 KCMRR→∞
u- - ∞
u+ +
+ uo
理想运放 电路模型
实际运放的参数指标很接 近理想化条件，故用理想运放 代替实际运放所引起的误差并 不严重，在工程上是允许的。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
4、输入失调电流Ii—当输入信号为零时，两个输入 端的静态基极电流之差。其值愈小愈好。一般在零 点零几微安级。
5、输入偏置电流IiB—当输入信号为零时，两个输 入端的静态基极电流的平均值，其值愈小愈好。一 般在零点几微安级。
6、最大共模输入电压UiCM —运放对共模信号具有抑 制的性能，但这个性能是在规定的共模电压范围内 才具备。如超出这个电压，运放的共模抑制能力就 大为下降，甚至造成器件损坏。
uo
(1
RF R1
)ui
A
u o
1
R F
u u f
R
i
1
反馈类型：深度串联电压负反馈
P102例
16.2.2 加法运算 ui1
在反相端输入若干路信 号，构成反相加法运算电路
i11
右图所示为运放输入和输 出电压的关系曲线，称为传输 特性。从图中看到，实际运放 的传输特性与理想运放比较接 近。
+Uo(sat)
理想特性 实际特性
o
u+ - u-
-Uo(sat)
运算放大器的传输特性
从运放的输入特性看，可分
为线性区和饱和区，运放在不同
区工作时的分析方法不同：
+Uo(sat)
实际特性 饱和区
但两输入端的输入电流仍为零。
+Uo(sat)
实际特性 饱和区
饱和区
o -Uo(sat)
u+ - u-
P99例16.1.1
线性区
16.2 运放在信号运算方面的应用
运放能完成信号的代数运算有：比例、加减、积 分与微分等简单运算，还能完成对数与反对数以及乘 除等复杂运算。它们都是线性范围内的运算，都适用 叠加原理。
在讨论运放的运算功能之前，要弄清几个问题： 如何保证运放工作在线性区 ?
我们知道：Auo→∞，即当输入差模信号极小时 （如毫伏级以下的信号），也足以使运放饱和。
我们还知道：负反馈能减小放大倍数，且反馈愈 深作用愈明显；加上负反馈还可在其它方面改善放大 电路的性能，所以——
解决之道是：在电路中引入深度负反馈。
中间级
输出级
输出端
偏置 电路
输 入 级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。 中 间 级：共射放大电路。用于电压放大。 输 出 级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载
能力。 偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态
工作点。
在制造工艺上，运放中很难制造电感、电容元 件，所以需要时一般都采取外接的方法。制造电阻 比较容易，而制造晶体管却最容易。
出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的 需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。
运放举例：LM741
2—反相输入端
3—同相输入端 6—输出端 4—负电源端
7—正电源端 1、5—接调零电位器
78
2 ∞6
741
3
4
15
8765
LM741
1234
8—闲置端（NC）
二、运放特点
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）； 漂移小、可靠性高、体积小、
线性区： uo=Auo(u+-u-)
分 析
两rid输→入∞端，的故输
入电流为零。
虚断
依 据
Auo→∞ ，uo为有限值，
故 u+-u-=uo/Auo≈0
即 u+ ≈ u-
饱和区
o -Uo(sat)
线性区
虚短
u+ - u-
当有信号输入时，如同相端 接地，即u+=0 则 u- ≈ 0
虚地
饱和区：
uo≠Auo(u+-u-) 当u+ >u- 时,uo=＋uo(sat) 当u+ <u- 时,uo=－uo(sat)
重量轻、价格低 。
16.1.3 主要参数
1、最大输出电压UOPP—能使输出电压与输入电压保 持不失真关系的最大输出电压。
2、开环电压放大倍数Auo—没有外接反馈时所测出 的差模电压放大倍数。
3、输入失调电压Uio—为使输出等于零而在输入端 加的微小补偿电压。（调零工作已由调零电位器来 完成，如前所述）
下面的问题是从输出端将反
馈引到同相端还是反相端 ？
Z
答案是：引回到反相端
16.2.1 比例运算
i1
Ru1 -if-来自∞Rf - ∞+
uo
1、反相输入
Rf —反馈电阻；
ui
u+ +
+
+
R2
uo
R2 —平衡电阻，用于消除
静态基极电流对输出电压的影
响。 R2= R1∥Rf 由KCL、KVL和运放工作在线性区的分析依据：
模拟集成电路：集成运算放大器、集成功率 放大器、集成稳压电源、集成数模转 换电路
16.1.1 集成运算放大器的特点
1. 尽量避免使用电容。 2. 输入级采用差动放大电路。 3. 电阻值大致为100Ω～ 30kΩ。 4. 二极管都采用三极管构成。
16.1.2 电路的简单说明
一、运放构成
输入端 输入级