【正文】 f ????? （ 2） 由上式可知， R1 為有限值， Auf恒大于 1。 若 R1 ?（開路）， 或 Rf = 0，則 Auf為 1，于是同相放大器變?yōu)橥喔S器。 3．加（減）法器 +15V 電路如圖 所示。A 741 6 UO 壓可以彼此獨(dú)立地通過自身輸入回路的電阻轉(zhuǎn) 3 4 換為電流，能精確地實(shí)現(xiàn)代數(shù)相加運(yùn)算。 上式中，負(fù)號表示加法器的輸出信號與輸入信號的相位相反。如圖 所示。A 741 RP1 3 4 UI2 181。當(dāng)運(yùn)算放大器的同相端 181。 （ 1） 電壓跟隨器 按圖 在實(shí)驗(yàn)板上接好線路。 表 Vi(V) 1 0 + 1 Vo (V) RL=∞ 測量值 理論值 RL= 測量值 理論值 （ 2） 反相比例放大電路 按圖 在實(shí)驗(yàn)板上接好線路。 表 Vi (V) 1 2 Vo (V) 實(shí)測值 理論值 誤差值 VA（ V） VB（ V） （ 3）同相比例放大電路 按圖 在實(shí)驗(yàn)板上接好線路。 表 Vi (V) 1 2 Vo (V) 實(shí)測值 理論值 誤差值 VA（ V） VB（ V） （ 4）反相輸入的加法放大電路 按圖 在實(shí)驗(yàn)板上接好線路。 表 Vi1 (V) + Vi2 (V) Vo (V) 實(shí)測值 理論值 VA（ V） VB（ V） （ 5）差分放大電路 按圖 在實(shí)驗(yàn)板上接好 線路 圖 雙端輸入的加法放大電路 按表 中要求測量并記算。集成電路體積小，密度大、功耗低、引線短、外接線少，從而大大提高了電子電路的 可靠性與靈活性，減少組裝和調(diào)整工作量，降低了成本。例如在導(dǎo)彈、衛(wèi)星、戰(zhàn)車、艦船、飛機(jī)等軍事裝備中；在數(shù)控機(jī)床、儀器儀表等工業(yè)設(shè)備中；在通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)中；在音響、電視、錄像、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)等家用電器中都采用了集成電路。 早期，運(yùn)放主要用來完成模擬信號的求和、微分和積分等運(yùn)算，故稱為運(yùn)算放大器。它在通信、控制和測量等設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。從 20 世紀(jì) 60 年代發(fā)展至今已經(jīng)歷了四代產(chǎn)品，類型和品種相當(dāng)豐富，但在結(jié)構(gòu)上基本一致，其內(nèi)部通常包含四個(gè)基本組成部分：輸入級、中間級、輸出級以及偏置電路，如圖所示。中間級的主要作用是提高電壓增益 ， 一般由多級放大電路組成。 下圖所示為常見的集成電路封裝形式。 集成運(yùn)放可以有同相輸入、反相輸入及差動(dòng)輸入三種輸入方式。這類器件的主要特點(diǎn)是價(jià)格低廉、產(chǎn)品量大面廣，其性能指標(biāo)能適合于一般性使用 。 2. 高阻型運(yùn)算放大器 這類集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，一般 rid＞（ 109~1012）， IIB 為幾皮安到幾十皮安。用 FET 作輸入級，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，但輸入失調(diào)電壓較大。 3. 低溫漂型運(yùn)算放大器 在精密儀器、弱信號檢測等自動(dòng)控制儀表中，總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。目前常用的高精度、低溫漂運(yùn)算放大器有 OP0 OP2 AD508 及由 MOSFET 組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件 ICL7650等。高速型運(yùn)算放大器的主要特點(diǎn)是具有較高 的轉(zhuǎn)換速率和較寬的頻率響應(yīng)。 5. 低功耗型運(yùn)算放大器 電子電路集成化的最大優(yōu)點(diǎn)是能使復(fù)雜電路小型輕便，所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，必須用低電源電壓供電的低功率消耗運(yùn)放，這類運(yùn)放 TL022C、 TL060C 等，其工作電壓為177。 18V，消耗電流為 50~250μ A。在普通的運(yùn)算放大器中，輸出電壓的最大值一般僅幾十伏，輸出電流僅幾十 毫安。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。 150V，μ A791 集成運(yùn)放的輸出電流可達(dá)1A。該值反映了輸出電壓 U0 與輸入電壓 U＋ 和 U－ 之間的關(guān)系。 (3)閉環(huán)輸出電阻 r0 由于運(yùn)放總是工作在深度負(fù) 反饋條件下，因此其閉環(huán)輸出電阻很低，約在幾十歐至幾百歐之間。超出這個(gè)電壓時(shí)，運(yùn)放的輸入級將不能正常工作或共模抑制比下降，甚至造成器件損壞。在由運(yùn)算放大器組成的各種系統(tǒng)中 ， 由于應(yīng)用要求不一樣 ， 對運(yùn)算放大器的性能要求也不一樣。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中使用多個(gè)運(yùn)放時(shí) ， 盡可能選用多運(yùn)放集成電路 ,例如 LM32 LF347 等都是將四個(gè)運(yùn)放封裝在一起的集成電路。例如信號源的性質(zhì) ，是電壓源還是電流源 ； 負(fù)載的性質(zhì) ， 集成運(yùn)放輸出電壓和電流的是否滿足要求 ； 環(huán)境條件 ,集成運(yùn)放允許工作范圍 、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求。其中 2 腳為反相輸入端， 3 腳為同相輸入端， 7腳接正電源 15V， 4 腳接負(fù)電源 15V， 6 腳為輸出端， 1 腳和 5 腳之間應(yīng)接調(diào)零電位器。 圖 μ A741 的管腳排列及估測運(yùn)放的放大能力 用萬用表估測μ A741 的放大能力時(shí)，需接上177。萬用表撥至 50V 擋，電路如圖 (b)所示。對于不同的電源供給方式 ,對輸入信號的要求是不同的。相對于公共端（地）的正電源（ +E）與負(fù)電源（ E）分別接于運(yùn)放的 +VCC 和 VEE 管腳上。 （ 2）單電源供電方式 單電源供電是將運(yùn)放的 VEE 管腳連接到地上。此時(shí) 運(yùn)放的輸出是在某一直流電位基礎(chǔ)上隨輸入信號變化。 2．集成運(yùn)放的調(diào)零問題 由于集成運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的影響 ,當(dāng)運(yùn)算放大器組成的線性電路輸入信號為零時(shí) ,輸出往往不等于零。常用的調(diào)零方法有內(nèi)部調(diào)零和外部調(diào)零 ,而對于沒有內(nèi)部調(diào)零端子的集成運(yùn)放 ,要采用外部調(diào)零方法。圖 (a)所 示的是內(nèi)部調(diào)零電路 ； 圖（ b）是外部調(diào)零電路。為使放大器能穩(wěn)定的工作 ,就需外加一定的頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) ,以消除自激振蕩。 4．集成運(yùn)放的保護(hù)問題 集成運(yùn)放在使用中常因以下三種原因被損壞：輸入信 號過大，使 PN 結(jié)擊穿；電源電壓極性接反或過高；輸出端直接接 “地 ”或接電源，此時(shí)，運(yùn)放將因輸出級功耗過大而損壞。 （ 1）輸入保護(hù) 圖 (a)所示是防止差模電壓過大的保護(hù)電路，限制集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間的差模輸入電壓不超過二極管 VD VD2 的正向?qū)妷骸? （ 2）輸出保護(hù) 圖 所示為輸出端保護(hù)電路，限流電阻 R 與穩(wěn)壓管 VZ 構(gòu)成限幅電路，它 一方面將負(fù)載與集成運(yùn)放輸出端隔離開來，限制了運(yùn)放的輸出電流，另一方面也限制了輸出電壓的幅值。 圖 輸出保護(hù)電路 （ 3）電源端保護(hù) 為防止電源極性接反，可利用二極管的單向?qū)щ娦?，在電源端串接二極管來實(shí)現(xiàn)保護(hù)，如圖 所示。 圖 電源端保護(hù) 比例運(yùn)算放大電路 理想 運(yùn)算放大器 理想運(yùn)放可以理解為實(shí)際運(yùn)放的理想化模型。即： （ 1）開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod=∞； （ 2）差模輸入電阻 rid=∞； （ 3）輸出電阻 rod=0； （ 4）輸入失調(diào)電壓 UIO=0，輸入失調(diào)電流 IIO=0；輸入失調(diào)電壓的溫漂 dUIO/dT=0，輸入失調(diào)電流的溫漂 dIIO/dT=0； （ 5）共模抑制比 KCMR=∞； （ 6）輸入偏置電流 IIB=0； （ 7） 3dB 帶寬 fh=∞； （ 8）無干擾、噪聲。 線性工作區(qū)是指輸出電壓 uo 與輸入電壓 ui 成正比時(shí)的輸入電壓范圍。 對于理想運(yùn)放， Aod=∞；而 uo 為有限值，工作在線性區(qū)時(shí)，有： u+u≈ 0，即： 這一特性稱為理想運(yùn)放輸入端的 “虛短 ”。 由于理想運(yùn)放的輸入電阻 rid=∞，而加到運(yùn)放輸入端的電壓有限，所以運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流： 這一特性稱為理想運(yùn)放輸入端的 “虛斷 ”。 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，由于 rid=ric=∞，而輸入 電壓總是有限值，所以不論輸入電壓是差模信號還是共模信號，兩個(gè)輸入端的電流均為無窮小，)( ?? ??? uuAuAu odiodo???uu0?? ?? ii即仍滿足 “虛斷 ”條件： 為使運(yùn)放工作在非線性區(qū)，一般使運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)，也可外加正反饋。典型線性應(yīng)用電路包括各種運(yùn)算電路及有源濾波電路。 (1) 反相比例運(yùn) 算電路 反相比例運(yùn)算電路也稱為反相放大器，電路組成如圖 所示。 0?? ?? iiF011 RuiRui fi ??? ，fii?1F01 RuRui ??i1F0 uRRu ??(2) 同相比例運(yùn)算電路 同相比例運(yùn)算電路又稱為同相放大器，其電路如圖 所示。 圖 同相比例運(yùn)算電路 由 “虛斷 ”可推出： i+=0， 根據(jù) “虛短 ”又可推出： u= u+≈ ui 可得： 由圖可知 ： 整理后可得 ： 顯然同相比例運(yùn)算電路的輸出必然大于輸入。 同相比例運(yùn)算電路中引入了電壓 串聯(lián)負(fù)反饋，故可以進(jìn)一步提高電路的輸入電阻，降低輸出電阻， Ri=∞， Ro=0。 圖 電壓跟隨器 Fi011 RuuiRui fi ????? ，fii?1F01 RuuRu ii ??i1F0 )1( uRRu ??（ 3）反相求和電路 反相求和電路如圖 所示，圖中有兩個(gè)輸入信號 ui ui2（實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)需要增減輸入信號的數(shù)量），分別經(jīng)電阻 R R2 加在反相輸入端；為使運(yùn)放工作在線性區(qū)， Rf引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋； R′為平衡電阻， R′ = Rf∥ R1∥ R2。 2i221i11 RuiRui ?? ，F(xiàn)0 Ruif ??fiii ?? 21F022i11i RuRuRu ???)( 22i11iF0 RuRuRu ???FRRR ?? 21)( 2i1i0 uuu ???（ 4）同相求和電路 為實(shí)現(xiàn)同相求和，可以將各輸入電壓加在運(yùn)放的同相輸入端，為使運(yùn)放工作在線性狀態(tài)，電阻支路 Rf引入深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，如圖 所示。這里介紹常用的反相積分電路，如圖 所示。