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1、52 运算放大器的电路模型,运放器件的电气图形符号如图(a)所示。运放在正常工作时，需将一个直流正电源和一个直流负电源与运放的电源端E+和E-相连图(b)。两个电源的公共端构成运放的外部接地端。,图57,运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端元件。图中i-和i+分别表示进入反相输入端和同相输入端的电流。io表示进入输出端的电流。u-、u+和uo分别表示反相输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。ud=u+-u-称为差模输入电压。,运放工作在直流和低频信号的条件下，其输出电压与差模输入电压的典型转移特性曲线uo=f(ud)如图所示。该
2、曲线有三个明显的特点：,图58,1uo和ud有不同的比例尺度：uo用V;ud用mV。,2.在输入信号很小(|ud|)的区域，曲线f(ud)饱和于uo=Usat。Usat称为饱和电压，其量值比电源电压低2V左右，例如E+=15V,E-=-15V，则+Usat=13V,-Usat=-13V左右。工作于饱和区的运放，其输出特性与电压源相似。,综上所述，运放在直流和低频应用时，其端电压电流方程为：,式中IB-和IB+是反相输入端和同相输入端的输入偏置电流，其量值非常小，通常小于10-7A，可以近似认为等于零。uo=f(ud)是输出电压uo对差模输入电压ud的转移特性。下面介绍运算放大器的两种电路模型。
3、,二、有限增益的运算放大器模型,有限增益运放模型的符号和转移特性曲线如图5-9所示。,图59,由于实际运放的输入电流非常小，可以认为i-=i+=0，这意味着运放的输入电阻为无限大，相当于开路。图59(b)所示转移特性曲线是图58实际运放转移特性曲线的分段线性近似。有限增益运放模型可以由以下方程描述：,有限增益模型可以工作于三个不同的区域时，其电路模型，分别如图(a)、(b)、(c)所示。1 线性区 当|ud|时，uo=f(ud)=Aud，运放等效为一个电压控制电压源，如图(a)所示。,图510(a),2正饱和区 当ud时，uo=+Usat，运放的输出端口等效于一个直流电压源，如图(b)所示。3
4、负饱和区 当ud-时，uo=-Usat，运放的输出端口等效于一个直流电压源，如图(c)所示。,图510,三、理想运算放大器模型 实际运放的开环电压增益非常大(A=105108)，可以近似认为A=和=0。此时,有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放模型。理想运放模型的符号如图(a)所示，其转移特性曲线如图(b)所示。,图511,理想运放模型可由以下方程描述:,理想运放模型工作于线性区、正饱和区和负饱和区相应的电路模型，分别如图(a)、(b)、(c)所示。,图512,上式表明该理想运放的输入端口既像一个开路（i-=i+=0），又像一个短路(ud=0)，这可等效为一个电流为零的特殊短路，因此，该模型又称为虚短路模型。当输入电压ud=0时，输出电压uo可以为-Usat到+Usat间的任何量值。此时，理想运放的模型为一个增益为无限大的电压控制电压源(VCVS)。,工作于线性区的理想运放模型可以由以下方程描述,根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。,郁金香,
