ZHCAAN5B January   2018  – July 2021 LF347 , LF353 , LM348 , MC1458 , TL022 , TL061 , TL062 , TL071 , TL072 , UA741

 

  1. 1引言
    1. 1.1 放大器基础知识
    2. 1.2 理想运算放大器模型
  2. 2同相放大器
    1. 2.1 闭环概念和简化
  3. 3反相放大器
    1. 3.1 闭环概念和简化
  4. 4简化运算放大器电路图
    1. 4.1 输入级
    2. 4.2 第二级
    3. 4.3 输出级
  5. 5运算放大器规格
    1. 5.1  绝对最大额定值和建议运行条件
    2. 5.2  输入失调电压
    3. 5.3  输入电流
    4. 5.4  输入共模电压范围
    5. 5.5  差分输入电压范围
    6. 5.6  最大输出电压摆幅
    7. 5.7  大信号差分电压放大系数
    8. 5.8  输入寄生元件
      1. 5.8.1 输入电容
      2. 5.8.2 输入电阻
    9. 5.9  输出阻抗
    10. 5.10 共模抑制比
    11. 5.11 电源电压抑制比
    12. 5.12 电源电流
    13. 5.13 单位增益下的压摆率
    14. 5.14 等效输入噪声
    15. 5.15 总谐波失真加噪声
    16. 5.16 单位增益带宽和相位裕度
    17. 5.17 稳定时间
  6. 6参考文献
  7. 7术语表
  8. 8修订历史记录

理想运算放大器模型

图 1-2 重新绘制了图 1-1 所示的戴维南放大器模型,展示了标准的运算放大器符号。运算放大器是差分转单端放大器,放大输入端口上的电压差 Vd = Vp - Vn,并在以接地为基准的输出端口上产生电压 Vo

GUID-C99C6061-BB74-4527-A5E1-AFE12BABD441-low.gif图 1-2 标准运算放大器符号

如上所示,输入和输出端口上仍有负载效应。理想运算放大器模型旨在简化电路计算,通常由工程师用于一阶近似计算。理想模型做出了三个简化假设:

  • 增益为无穷大
    Equation1. a = ∞
  • 输入电阻为无穷大
    Equation2. Ri = ∞
  • 输出电阻为零
    Equation3. Ro = 0

将这些假设应用于图 1-2 可得到图 1-3 中显示的理想运算放大器模型。

GUID-7464A55A-CDC8-48DF-95ED-FFC1CDD02EE0-low.gif图 1-3 理想运算放大器模型

使用理想运算放大器模型可以推导出其他简化:

Equation4. → In = Ip = 0

由于 Ri = ∞,因此我们假设 In = Ip = 0。输入端没有负载效应。

Equation5. → Vo = a Vd

由于 Ro = 0,因此输出端没有负载效应。

Equation6. → Vd = 0

如果运算放大器以线性方式运行,则 V0 必须为有限电压。根据定义,Vo = Vd × a。经过变换后可得到 Vd = Vo/a。由于 a = ∞,因此 Vd = Vo/∞ = 0。这是虚拟短路概念的基础。

Equation7. 共模增益 = 0

驱动输出端口的理想电压源仅取决于其输入端口上的电压差。它抑制任何由 Vn 和 Vp 共用的电压。

Equation8. 带宽 = ∞
Equation9. 压摆率 = ∞

假设不存在频率依赖性。

Equation10. 漂移 = 0

性能不随时间、温度、湿度、电源变化等发生变化。