8。 反相放大器
圖36(a)說明了一個反相放大器。 圖36(b)顯示了使用本章前面開發的運算放大器模型的等效電路。
8.1輸入和輸出電阻
如果我們讓圖36(b)減少到圖37(a),
可以合理地假設這些不等式適用,因為如果它們不正確,輸出將加載輸入並且增益將減小。
可以使用分壓器關係來產生
並且循環方程得出
輸入電阻, Rin,從圖37(b)獲得,其中我們用等效電阻替換了從屬源。 這個電阻的值是 v - /一世” 從公式(72)中找到。 對於大 G (即 ),圖37(b)中最右邊的電阻近似為零,並且 .
反相放大器的輸出電阻與非反相放大器的輸出電阻相同。 從而,
8.2電壓增益
我們使用圖36(b)和圖37(a)的等效電路來確定電壓增益。 反相輸入增益, A - = v出/vin通過再次做出與尋找輸出電阻相同的假設,從圖37(a)的電路獲得。
這些假設將電路減小到圖38(a)所示的電路,其中我們將電壓源與電阻並聯的電阻源串聯改變。 然後可以組合電阻器以產生圖38(b)的電路。 最後,將電流源轉換回電壓源,以產生圖38(c)的簡化電路。
該電路的環路方程由下式給出
自 v出 = Govd,反相電壓增益為
我們可以通過進行近似來驗證相對於理想運算放大器增益的結果: RA << 2Rcm 和 G >> 1.然後
這與之前為簡化模型找到的結果相同。
8.3多輸入放大器
如果電壓 va, vb,…, vm 通過電阻器應用於求和點(反相輸入到運算放大器) Ra, Rb,…, Rm分別如圖39所示,輸出電壓為
為實現偏差平衡,我們選擇
讓我們來定義
(79)
那麼輸出電阻就是
現在假設只使用了兩個輸入。 然後輸出電壓
輸入電阻為 va 差不多等於 Ra,以及輸入電阻 vb 是約 Rb。 我們可以使這個電路成為單輸入雙輸入夏天,輸出電壓為
通過設置 RF = Ra = Rb。 選擇從非反相輸入端子到地的電阻以實現偏置平衡。 從而, R1 = RF/ 3,我們有
通過設置獲得等輸入(即非單位)雙輸入加法器 和 。 在這種情況下,輸出電壓是
輸入電阻約為 R。 以來 RA = R/ 2,
If m 輸入通過相等的電阻相加(比如說 R),輸出電壓是
對於此等增益多輸入反相夏季,每個輸入的輸入電阻約為 R。 以來 RA = R/m,
和
輸出電阻是
例
使用741運算放大器設計和分析三輸入反相放大器
輸入電阻是 R分鐘 =8kΩ。
解決方案: 我們使用“理想運算放大器”一章的設計方法來查找 X = 0, Y = 9, Z = -10。
然後
放大器的增益乘數為1 +RF/RA = 10。 我們發現輸入電阻如下:
輸出電阻約為75(10)/ 105 =7.5mΩ。 為實現偏差平衡,我們設定