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电路基础及应用 2.6 运算放大器及其应用 2.6.1 理想运算放大器的特性 运算放大器(Operational Amplifer，简称运放)是一种体积很小的集成电路器件，对外它一般有8～14个引出端，其中有2个输入端,标“+”的为同相输入端，标“?”为反相输入端，还有一个输出端。 图2-30 运放外形及电路 实际的运放其输入电压uI与输出电压uO间的关系(外特性)通常是非线性函数，只有当uI很小时才表现为线性特性。为了分析简便，这里只研究运放的理想模型。 理想的运放模型主要表现为以下重要参数特性： （1）运放的电压增益K很高，一般可达数十万以上。在理想情况下，K=∞。 （2）运放的另一个特性是从输入端视入的输入电阻很高，通常Rin 2 MΩ。理想情况下，Rin =∞。因此理想运放输入端电流为零，即 i+=0，i-=0 (虚断路) （3）若运放的输入电压很小，可认为运放工作于线性区。例如，若输出电压uO=5V，电压增益K=105，则输入端电压 可见当K= ∞且uO为有限值时，则uI=0，即 u+=u- 这通常称为两输入端子虚短路。 理想运放的特性可归纳如下： 输入电阻：Rin=∞ 输入端电压：uI=0 电压增益：K= ∞ 输入端电流：i+=0，i-=0 应用实例 2-5 电压跟随器 图2-31 电压跟随器 电路如图2-31所示。由理想运放“虚短”、“虚断”的特性，我们很容易可以得到uO=uin，同时有iin=0，输入电流等于零，说明这个电路的输入电阻Rin为无穷大。输出电压等于输入电压，所以称为电压跟随器。 实际中，用它可以隔离前、后级电路，通过电压跟随器把RL接入，则u2的大小仍为 2-6 倒相器 图2-33 倒相器 电路如图2-33所示。因虚断，i+= i– = 0 ，所以 i1 ? if 因虚短, 所以u–=u+= 0，所以 如果RF=R1，则 uo=- ui 重点采撷 ● 电阻串联与分压公式，并联与分流公式。 ● 等效变换的概念：保持变化部分的外部VCR不变，变化部分内部的结构和参数可以改变。 ● 实际电压源和实际电流源模型的互换方法。互换的目的是为化简电路，以方便求得未变部分的电压或电流。 ● 受控源有四种模型，在电子电路分析中常用。分析时应首先把受控源看成独立源，并先关注控制量。 ● 理想运算放大器“虚短”、“虚断”的概念：u+=u-，i+=0，i-=0。 ● 理想运算放大器的重要特性是输入电阻无穷大；电压增益无穷大。 电路基础及应用
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