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汽車電子技術(shù)基礎(chǔ) 教案15

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汽車電子技術(shù)基礎(chǔ) 教案15

課程教案首頁 No. 15 授課題目 集成運(yùn)算放大器電路(一) 教學(xué)單元 學(xué) 時 2 [寸] 4 [] 教學(xué)目標(biāo) [知識目標(biāo)]: 集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)、電路符號;集成運(yùn)算放大器主要性能參數(shù);集成運(yùn)算放 大器的理想特性及反相運(yùn)算放大電路的特點。 [能力目標(biāo)]: 會分析反相運(yùn)算放大電路輸出電壓、輸入電壓的關(guān)系。 [素質(zhì)目標(biāo)]: 培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。 重 占 難點 集成運(yùn)算放大器的理想特性 虛短與虛斷 教學(xué)方法 啟發(fā)式教授法 能力訓(xùn)練 (作業(yè)) 教學(xué)體會 授課班級 授課時間及地 點 年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室 年 月 日(星期 )第 節(jié), 樓 室 年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室 年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室 年 月 日(星期 )第 節(jié),樓 室 步驟一:以提問的形式提出放大電路中靜態(tài)工作點的作用,從而引出解決的方法。5分鐘 1. 三極管放大電路中為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點? 2 .溫度對放大器靜態(tài)工作點有什么影響? 步驟二:從放大電路的失真問題聯(lián)想到怎樣解決失真問題,從而引出新課集成電路的特點、結(jié)構(gòu)、 技術(shù)指標(biāo)等。 80分鐘 一、 集成電路基礎(chǔ) 1 .集成運(yùn)算放大器:是一種高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合放大電路 2. 集成電路特點: (1) 制造容量大于2000PF的電容元件很困難,如需大電容必須外接,所以集成運(yùn)放都采用直 接耦合放大電路。 (2) 制造太大和太小的電阻不經(jīng)濟(jì),占用硅面積大。一般R的范圍為100Q?30KQ,大電阻 用恒流源代替。 (3) 集成工藝是做的元件愈單純愈好做。 (4) 元件的精度低,但對稱性好,溫度特性好。 3. 分類: 按集成度分:小規(guī)模集成電路(100個元器件以下) 中規(guī)模集成電路(100-1000個元器件之間) 大規(guī)模集成電路(1000—100000個元器件之間) 超大規(guī)模集成電路(10000元器件以上) 4. 集成電路的外形 單列扁平式、圓殼式、雙列直插式、單列直插式、直插式、扁平式 二、 集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)、電路符號 偏置電路 1. 輸入級要求:輸入電阻高,零點漂移小,采用差放 2. 中間級 一般采用共射放大電路 3. 輸出級 要求,輸出電阻低,帶載能力強(qiáng),能輸出較大的電壓幅度及功率。一般都由互補(bǔ)對稱 電路構(gòu)成 4. 偏置電路 給前三部分提供固定的和合適的偏置電流,一般由恒流源電路構(gòu)成。 >oo OU. 符號: U?O U+o 三、 集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo) 1 .開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuO 其數(shù)值很高,一般約為104~107。該值反映了輸出電壓匕0與輸入電壓件和》之間的關(guān)系。 2. 差模輸入電阻ri 運(yùn)放的差動輸入電阻很高,一般在幾十千歐至幾十兆歐。 3. 閉環(huán)輸出電阻H) 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。 4. 最大共模輸入電壓Uicmax 運(yùn)放兩個輸入端能承受的最大共模信號電壓。超出這個電壓時,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。 四、 理想集成運(yùn)放及其傳輸特性 為簡化分析過程,同時又能滿足實際工程的需要,常把集成運(yùn)放理想化,集成運(yùn)放的理想化參數(shù) 為: ① 開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuO二8 ② 差模輸入電阻ri=8 ③ 輸出電阻「0二0 ④ 共模抑制比KCMR=oo 1 .虛短 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時,輸出電壓£0與輸入電壓Ui之間是線性放大關(guān)系。 因AuO=°°,所以可導(dǎo)出 u,_u Go A”。 運(yùn)放工作在線性區(qū)差模輸入電壓等于零,說明〃 =u即理想運(yùn)放的兩個輸入端電位相等。 + — 兩點等電位相當(dāng)于短路。理想運(yùn)放的兩個輸入端并沒有真正短接,但卻具有短接的現(xiàn)象稱為 “虛短” O 2 .虛斷 又由于理想運(yùn)放的差模輸入電阻ri=8,所以可近似地認(rèn)為兩個輸入端均無電流流入。這種現(xiàn) 象稱為“虛斷” o “虛短”和“虛斷”是運(yùn)放工作在線性區(qū)的兩個重要結(jié)論。 五、反相比例運(yùn)算電路 Rf u; - u I Ri 1 Uo Rf Rf 以。 a R】 注意:雖然 "=0但不能將反相輸入端和同相輸入端直接相聯(lián)或者直接接地 + — 注意:雖然 "=0但不能將反相輸入端和同相輸入端直接相聯(lián)或者直接接地 + — 步驟三:總結(jié) 5分 1. 理想集成運(yùn)放的特點; 2. 虛短與虛斷; 3. 反相比例運(yùn)算電路的特點。

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