本章重点

 集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器

 集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器

本章难点

 虚断和虚短概念的灵活应用

 集成运算放大器的非线性应用

 集成运算放大器的组成与调试

集成运算放大器(简称集成运放)在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。

1　集成运算放大器的线性应用

第5章介绍了集成运放的两个工作区域：线性区和非线性区。在各种集成运算电路中，集成运放都是工作在线性区。电路都引入了深度负反馈。分析这种电路时，都用到了所谓虚短()和虚断()的概念。读者在学习中要把握这两点。

1.1　比例运算电路

比例运算电路有两种形式：同相比例运算电路和反相比例运算电路。

1. 同相比例运算电路

电路形式如图5-1所示，它是一个电压串联深度负反馈电路。由于输入信号是加在同相输入端，输出电压和的相位相同，因此将它称为同相放大器。

是为保证运放两输入端的直流平衡而设定的。当，选择，则两输入端可达到直流平衡，使，从而使输出电压为零。可见是运放两输入端直流平衡的条件。

应用虚断的概念，，则反馈电压

又由于虚短，，因而 

于是，同相比例运算放大器的电压放大倍数为

上式表明，引入深度负反馈的放大器的电压放大倍数基本与运放的开环参数及负载无关。由于输出与输入同比例，且同相输入，故称为同相比例放大器。

电路引入了深度串联负反馈，其闭环输入电阻极高，。又由于是深度电压负反馈，其闭环输出电阻极低，。

2. 反相比例运算电路

电路形式如图5-2所示，它是电压并联负反馈电路。由于输入信号是加在反相输入端上，输出电压与输入电压的相位相反，因此将它称为反相放大器。和同相放大器一样，起直流平衡作用。

由于虚断，，所以，又因虚短，，则 ，即相加点近于接地，于是把点称作虚地，运用虚地概念，假设源电流和反馈电流有如下关系

因为，则，即 

所以反相放大器的闭环增益电压放大倍数为

上式表明，引入深度负反馈的放大器的放大倍数基本与运放的开环参数及负载RL无关。由于输出与输入成比例且反相，故称为反相比例放大器。深度并联负反馈使放大器的输入电阻为(从虚地端点看过去的)，从信号源看过去的输入电阻为。深度电压负反馈的引入，又使该电路的闭环输出电阻，由于(同相输入端接地)，则电路中不存在共模信号。

【例5-1】两级运放放大电路如图5-3所示，求该电路的闭环电压增益。

解  在此电路中，A1与R1、R2、R3组成反相比例放大器，A2与R4构成电压跟随器，实际上它是同相比例放大器的特例。则该两级运放放大电路的闭环电压增益为。

由于的负反馈作用，使得深度电压负反馈的输出电阻很小，而的电压跟随作用，使输入电阻很大，、的连接满足阻抗匹配要求，使的电压跟随性能好。可不考虑前后级间的相互影响。