运算放大器求解！~！！！！

sunyou26

求流过5K电阻的电流！！！ 我试着算了是6mA不知道对不对？谢谢了。

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mack13013

实际上，按照你的算法，经过5K电阻的电流为6mA时，运放的输出电压是40V。很明显运放在+/-15V供电的时候是没有这个能力的。

这个时候的计算需要考虑运放的能力（数据手册一般给出）。

LZ的图已经在Multisim中做出了，为什么不加个电表测量一下呢？

下面是我的测量结果：

FantaSy_

帮顶。。。。

xuande

如果不考虑供电，LZ是对的；
否则2L应当是对的。

出题不严格。
如果是实际电路，要按2L意见修改。

sunyou26

回复【3楼】mack13013:
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我和你仿真是同一结果，但是想不明白电流表测得是2.3mA，原来是供电不足造成。谢谢了！

sunyou26

回复【4楼】xuande:
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谢谢

telentmmc

以上结果基于轨对轨运放，如果不是轨对轨则结果会稍有出入，不知道楼主是怎么算出来6mA的。

xuande

回复【7楼】telentmmc:
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运放有R1做负反馈，属于线性状态，不能当做比较器。

xuande

理论上是这样做：

电流源的电流全部流经R1，所以R1右端电压是10v，
然后在该点应用KCL定律，得6mA，从运放流出。

telentmmc

回复【8楼】xuande:
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但是，这个反馈并不是运放输出端的反馈，所以还是要当成比较器使用的

liuhuamin007

这样估算最快吧…… U6=15V, R4=R3并R1=1.667K  I=U6/(R4+R2)=15V/6.667R=2.25mA   哈哈，不知道对不对

liuhuamin007

理论上不考虑供电电压算出来是6mA

xuande

回复【10楼】telentmmc:
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只要输出信号送回到反相输入端，都是负反馈。
还有比这更远的负反馈。

telentmmc

回复【13楼】xuande:
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“只要输出信号送回到反相输入端，都是负反馈。”
这句话本身没有错，但这是针对整个电路来说的，你可以算算看，如果是负反馈，那么放大倍数是多少呢？

xuande

特地用MultiSim 12做了仿真。

运放选择一个可以任意设定参数的理想三端模型，
这样可以避开芯片自身参数的影响，
更好地理解运放的原理。

结果如下：运放输出6mA电流。
前提是：运放输出电压范围为±50v。

xuande

另外，把运放输出电压范围修改为±15v，结果如下：

xuande

这是仿真文件，可以在MultiSim12中直接使用。

xuande

结论，其实我在3L已经说了：
1、理想情况下，运放输出端的电流为6mA，是可以计算的。
2、由于本例的实际供电太低，运放只能输出到供电值，导致非正常的结果。

telentmmc

回复【18楼】xuande:
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1.即使是理想运放也不能忽略供电，因为供电将决定饱和电压。
2.至于为什么50V供电的时候仿真结果是6mA，我猜测是因为运放模型的输出能力问题，你试下改变5K电阻的值，我相信结果会不一样，我家里的电脑没有仿真软件所以也没办法试。“电流源的电流全部流经R1，所以R1右端电压是10v，然后在该点应用KCL定律，得6mA，从运放流出。”从这句话来看5K电阻的电流应该是不变的。

telentmmc

上图是TINA的仿真结果。把5K电阻增大到10K或者更大，可以看到运放端输出为49V（非Ideal模型，所以是49V而不是50V）。由此可见，R3的电流I＝1mA*R1/R2 + 1mA ＝ 6mA （即忽略运放输出直接用KCL）这种算法是不正确的。如果用KCL计算，那么这个电流将不受R3阻值的影响，恒等于6mA。

附件1是Micro-Cap 10的仿真电路
附件2是Multisim 13的仿真电路

xuande

回复【20楼】telentmmc:
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必须指出，“信号源电流全部通过R1，然后在R1右端运用KCL定律，进一步求出运放电流”，
这个方法是没有错的。

如果按比较器来计算，会误导一批初学者。

那么问题到底出在哪里？
是仿真模型有问题。

xuande

正常情况下，运放同样会按照KCL定律去调节输出电压。

根据LZ的电阻、电流源参数，运放必须输出40v电压。
但现实当中，这已经是特殊的高压运放。
所以在13L我特地选择了理想模型，而且设置运放的输出能力达到50v以上。
其实，只要设置40v以上就可以了。低于40v则是不行的，同样不满足要求。

但LZ的模型，还有19L的模型，都犯了这样的错误。
19L模型的供电电压虽然达到50v，但运放输出电阻是10K，这时需要的电压是70v。所以供电仍然太低了。

这种供电太低的情况，我特意在15L做过实验。
就是说，LZ、15L、19L都是一样的问题：供电电压太低，或者运放输出的最大电压偏低。

我应当说明白了吧？

telentmmc

回复【21楼】xuande:
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KCL本身当然没有错误，但不应该忽略运放输出端本身存在电位，所以不能按6mA算。
不管是仿真，还是实际电路，我估计结果都不会是恒定6mA。
而且，这个电路也算不出来放大倍数。

telentmmc

回复【22楼】xuande:
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我明白你的意思。
那么似乎就进入了一个死胡同，到底先有鸡还是先有蛋……

xuande

回复【23楼】telentmmc:
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你是指失调电压吗？

那是另一件事了，
与计算方法无关。

xuande

回复【24楼】telentmmc:
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鸡和蛋的问题是设计错误造成的，自己难为自己。
只要满足供电，就不存在问题。

另外，这个电路是I/V转换电路，“放大倍数”等于电阻值。