经典运放电路分析(精品)
电子设计基础训练阅读材料 电子科技大学创新基地教练组 杨忠孝收集整理 经典运放电路分析
——从虚断,虚短分析基本运放电路 电流虚断 电压虚短
运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘若没有抓住核心,往往令人头大。本文搜罗了几种典型的运放电路,来个“庖丁解牛”,希望各位看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技术的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同相放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出。那是一个反相放V,(1,R)V0fi大器,然后得出……。 V,,RV0fi
最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了~如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了~
今天,教各位战无不胜的两招——这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 断
虚短和虚断的概念
由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在10V,14V。因此运放的差模输入电压不足1mV,两输入端近似等电位,即相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1μA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同相放大、反相放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂;也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。
好了,让我们抓过两把“板斧”——“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。
第 1 页 共 1 页
电子设计基础训练阅读材料 电子科技大学创新基地教练组 杨忠孝收集整理 1)反相放大器
如图1所示,运放的同相端接地为0V,反相端和同相端虚短,所以也应该是0V,反相输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出运放的反相端,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流: (a) I,(V,V)/R1i,1 流过R2的电流: (b) I,(V,V)/R2,out2 (c) V,V,, (d) I,I12
联立求解上面的代数方程得:。这就是传说中的反相放大器的输入输出关系式了。 V,(,R/R)Vout21i
图1 反相放大器电路 图2 同相放大器电路 2)同相放大器 VV,VV如图2所示电路中,与虚短,则 (a) ii,,