“集成運(yùn)算放大器”知識(shí)點(diǎn)的概括與分析

摘 要：本文總結(jié)集成運(yùn)放的知識(shí)點(diǎn)，將其概括為“一個(gè)符號(hào)、兩個(gè)概念、兩種應(yīng)用”，以清晰明了的脈絡(luò)梳理集成運(yùn)放知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)部聯(lián)系，為廣大的初學(xué)者學(xué)好這部分知識(shí)提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：理想集成運(yùn)放；“虛短”、“虛斷”；應(yīng)用電路

集成運(yùn)放是學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的重點(diǎn)，而此部分內(nèi)容較多，且電路結(jié)構(gòu)相似，容易給初學(xué)者理解此部分內(nèi)容造成一定的困難。本文分別從集成運(yùn)放的“一個(gè)符號(hào)、兩個(gè)概念、兩種應(yīng)用”，來(lái)闡述集成運(yùn)放的符號(hào)、分析方法到應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。

1 一個(gè)符號(hào)

“一個(gè)符號(hào)”是指集成運(yùn)放的電路符號(hào)，如圖1。其中，“ ”表示信號(hào)傳輸?shù)姆较?；“Auo”=∞時(shí)，表示集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)為無(wú)窮大；符號(hào)的左邊兩根接線端表示輸入端（由于集成運(yùn)放多采用直接耦合的方式，而這種耦合的缺點(diǎn)是產(chǎn)生“零漂”現(xiàn)象，為了解決這一問(wèn)題，集成運(yùn)放常采用“差動(dòng)放大電路” 作為它的輸入級(jí)，而這種電路具有兩個(gè)輸入端），“-”表示的反相輸入端，“+”表示的同相輸入端，運(yùn)放的實(shí)際的輸入信號(hào)為兩者之差，即uid=u+-u-；符號(hào)的右邊接線端表示輸出端，由于輸出信號(hào)的相位和同相輸入端的信號(hào)相位相同，所以也用“+”表示；“u-、u+、uo”分別對(duì)應(yīng)反相輸入端的輸入電壓信號(hào)、同相輸入端的輸入電壓信號(hào)和輸出電壓信號(hào)，由于集成運(yùn)放可以傳輸交流信號(hào)，也可以傳輸直流信號(hào)，在不同的參考書上，有時(shí)也采用大寫的“U-、U+、UO”來(lái)表示輸入和輸出，在這里，我們以小寫為例。

2 兩個(gè)概念

兩個(gè)概念是指“虛短”、“虛斷”，它們是集成運(yùn)放十分重要的特性，用這兩個(gè)概念來(lái)分析電路，可以大大簡(jiǎn)化集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析過(guò)程。用表1和表2來(lái)對(duì)比分析虛短”、“虛斷”與短路、斷路之間的關(guān)系：

3 兩種應(yīng)用

“兩種應(yīng)用”是指集成運(yùn)放的線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用。這兩種應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)不同：

3.1 在特點(diǎn)及判斷標(biāo)準(zhǔn)上的不同

運(yùn)放工作在線性區(qū)和非線性區(qū)的特點(diǎn)和判斷標(biāo)準(zhǔn)都是不相同的，以集成運(yùn)放的電壓傳輸特性曲線來(lái)說(shuō)明，如圖2所示：

（1）當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，集成運(yùn)放的輸入輸出成一定的比例關(guān)系，其電壓放大倍數(shù)不再是開(kāi)環(huán)變壓放大倍數(shù)Auo，而是閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf，即圖2中斜線的斜率；

（2）當(dāng)集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)，其內(nèi)部的輸出級(jí)三極管進(jìn)入飽和區(qū)工作，輸出電壓與集成運(yùn)放的輸入信號(hào)不再呈線型關(guān)系，其值近似等于電源電壓Uom。

區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)是看是否引入了負(fù)反饋，電路中如果引入負(fù)反饋，則集成運(yùn)放工作在線性區(qū)；否則，集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。

3.2 運(yùn)用的分析方法不同

對(duì)于分析方法上：集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路可以使用“虛短”、“虛斷”兩個(gè)概念進(jìn)行分析，而集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用中，“虛短”不再成立，僅能用“虛斷”的概念進(jìn)行分析。

3.3 應(yīng)用場(chǎng)合不同

集成運(yùn)放的線性應(yīng)用多用作數(shù)學(xué)模擬運(yùn)算、波形變換、濾波等場(chǎng)合。非線性應(yīng)用多用于數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字儀表、自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測(cè)等技術(shù)領(lǐng)域，以及波形產(chǎn)生及變換等場(chǎng)合。在實(shí)際中運(yùn)放線性應(yīng)用的場(chǎng)合遠(yuǎn)高于非線性應(yīng)用的場(chǎng)合，由運(yùn)放組成的各種信號(hào)運(yùn)算電路及其信號(hào)變換電路均屬于線性應(yīng)用。集成運(yùn)放非線性應(yīng)用主要指比較器和信號(hào)發(fā)生器。比較器可以完成信號(hào)的比較、變換作用；信號(hào)發(fā)生器有矩形波和正弦波發(fā)生器兩種。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鴻茂.集成運(yùn)放應(yīng)用電路分析方法探討.電工教學(xué)，2002，17（1）：37-41

[2]王岳昭.集成運(yùn)放電路分析方法探析.寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，22（4）：399-402

作者簡(jiǎn)介

相方園（1982-），女，山東臨沂人，碩士，講師。