集成运放工作于线性区的等效电路分析法

集成运算放大器工作于线性区主要构成运算电路，基本的运算电路有同相比例电路和反相比例电路，其公式分别为uo=(1+Rf/R1)×ui，uo=-(Rf/R1)×ui。加、减法器可以在前两电路的基础上运用叠加定理直接分析。若运放构成的电路不是由比例电路的基本形式组成的，则可采用本文所述的等效电路分析法。
    

集成运放构成的电路其等效电路分析法的依据有以下三点：

    

1．"虚断"，由于理想运放的输入电阻无穷大，流入集成运放的电流非常小，分析计算时可视为0，即运放和输入电路好像是断开的，画等效电路时可将运放从电路中去掉。

    

2．"虚短"，运放工作于线性区，其同相端电位近似等于反相端电位，即可将两端视为短路。

    

3．输出电阻近似为0，即运放带不带负载均不影响其输出电压，故多级运放分析时可断开逐级分析。

    

根据以上三点给出等效电路后直接在等效电路上分析输入、输出电压的关系。由于"虚短"，输入电压好像只在输入回路中形成电流，而输出电压只在反馈回路形成电流，将输入回路中各支路电流用输入电压表示，同时将反馈回路中的电流用输出电压表示，找到输入回路与反馈回路的连接节点，列出节点的KCL方程，便可推导出输出电压与输入电压的关系。

    

图1所示集成运放电路不是由标准的例电路构成的，不能直接代公式。按等效电路分析法解题，首先画出第一级的等效电路如图2，由"虚断"的概念去掉运放，由输出电阻近似为O，断开第二级，由"虚短"的概念A、B短路，而B点电位近似为O(R5上无电流，故亦无压降)，故A点"虚地"。Ui、R1、A
     (地)构成输入回路，电流I1=Ui／R1，U01、R3、R4、R2、A(地)构成反馈回路，R2、R4并联后与R3串联，电流I2=U01／(R3+R2，／R4)×R4／(R2+R4)。由输入回路与反馈回路的连接节点A的KCL方程I1+I2=0，得出U01=一[(R2+R3+R2×R3／R4)／R1]×Ui。第二级的等效电路如图3，U01、R、地构成输入回路，电流为U01／R，U0、R、R、R构成反馈回路，电流为U0／3R，而输入回路与反馈回路电相等，故U0=3
     U01=3[(R2+R3+R2×R3／R4)／R1]×Ui。

    

图5为图4的等效电路图，同样由于"虚断"将运放去掉，由于运放的同相端与反相端"虚短"，故A、BI'虚地"，由Uil、R1、A(地)构成的输入回路中I1=Uil／R1，由Ui2、B(地)、R1构成的输入回路中I2=Ui2/R1，由U01(下面一个运放的输出)、R1、B(地)构成的反馈回路中I4=U01／R1，由U01、R1、A(地)构成的反馈回路中I3=U01／R1，由U0、R2、A(地)构成的反馈回路中I5=U0／R2；再由A节点的KCL方程I1+I3+I5=0，B节点的KCL方程I4=I2：最后得出U0与Uil、Ui2的关系为U0=R2／R1(Uil+Ui2)。