集成运算放大器的应用非常广泛,当它与外部电阻、电容、半导体器件等构成闭环电路后,可以实现不同的电路运算功能,从而组成种类繁多、形式各异的应用电路。大多数应用电路中的集成运算放大器都工作在线性区,为了使问题分析简化,通常把集成运算放大器看成理想元件。虽然真正的理想元件是不存在的,但由于实际运算放大器的参数接近理想放大器的条件,所以,把集成运算放大器看成理想元件进行电路分析和计算的结果是可以满足工程要求的。
理想运算放大器应具备的条件
理想运放应具有以下条件:
- 开环电压放大倍数Aud→∞;
- 差模输人电阻Rid→∞;
- 输出电阻Ro→0;
- 共模抑制比KCMR→∞;
- 带宽BW→∞;
- 失调及漂移均趋于零。
理想运算放大器的基本特点
集成运算放大器可工作在线性区,也可工作在非线性区。工作在线性区时,输出端和反相输人端之间接有反馈元件,即构成负反馈;工作在非线性区时,可能电路中无反馈或者只在输出端和同相输人端之间接有反馈元件,即构成正反馈,这对判断集成运算放大器工作在线性区还是工作在非线性区是十分有帮助的。
集成运算放大器工作在线性区时的特点
集成运算放大器工作在线性区时,输出端对地电压u。与两个输人端对地电压u+和u-之间的关系为:
此式表明输出电压uo与两个输人电压u-、u+的差值成比例。
根据理想集成运算放大器所具有的条件,可得出理想集成运算放大器工作在线性区的两个重要结论:
①集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等。
②集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零。
集成运算放大器工作在非线性区时的特点
如果集成运算放大器工作在非线性区,只要输人端加上微小的电压变化量,因A->∞,都将使输出电压超出线性放大范围,或者达到正向饱和电压Uo+,或者达到负向饱和电压Uo-,两者必居其一,通常起电压比较器的作用。Uo-、Uo-在数值上接近于运算放大器的正负电源电压。
集成运算放大器工作在非线性区时,也有两个重要结论:
上式说明,对于理想集成运算放大器,无论它是工作在线性区,还是工作在非线性区,虚假断路总是成立的。
所以在分析集成运算放大器电路时,首先应判断它工作在什么区域,然后才能用上述有关公式进行运算。