Operationsverstärker-Schaltungsanalyse ohne Eingangssignal

In der folgenden Schaltung muss ich den AUSGANG und den Strom finden, der in der Zenerdiode D1 fließt, die im "Zener" -Durchbruchsbereich mitarbeitet

v z e N e R = 5 , 6 v
Der Operationsverstärker wird als ideal angesehen.

Ich kann nicht verstehen, wie diese Schaltung funktioniert, da kein Eingangssignal an den invertierenden oder an den nicht invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers angelegt werden muss und wir nur die Stromversorgung haben. Ich habe so einen Fall noch nie gesehen und bin etwas verwirrt. Welcher Ansatz ist der richtige? Jede Hilfe ist willkommen! Vielen Dank im Voraus!

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Sie können davon ausgehen, dass Sie an -Vin (Pin 3) 5,6 Volt haben. Wenn dies nicht der Fall wäre, würde der Ausgang aufgrund der massiven Open-Loop-Operationsverstärkerverstärkung gegen eine der Stromschienen liegen.

Wenn Sie 5,6 Volt an den 220 kOhm haben, dann braucht es 25,45 uA und das fließt auch durch die 100 kOhm, also MUSS die Ausgangsspannung 8,145 Volt betragen.

Das bedeutet, dass (8,145 - 5,6)V/2200 Ampere durch die 2k2 = 1,157 mA fließen.

Schöne und einfache Erklärung!Upvoted!Nur noch 2 Fragen. Ich habe nicht genau verstanden, was passiert, wenn unsere Annahme nicht zutrifft (wenn D1 nicht leitet). Welcher Eingang des Operationsverstärkers führt dann zu einer Sättigung? Und im zweiten geht es um die Verwendung dieser Schaltung. Was ist die Anwendung dieser Schaltung? Wo kann verwendet werden?
Wenn D1 nicht leitet, wäre die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers gleich +Vin und -Vin wäre niedriger (wegen des Potentialteilers), daher würde der Ausgang des Operationsverstärkers wachsen und schnell wachsen, bis er auf die Schiene trifft oder D1 schließlich gestartet wird Dirigieren.
Und welcher Operation dient diese Schaltung? Ich meine, wo können wir diese bestimmte Schaltung verwenden?
Keine Ahnung, du hast es ausgewählt. Was hat die Seite dazu gesagt. Ich kann Anforderungen in einen Schaltkreis umwandeln und einige Schaltkreise erklären, aber ich kann aus einem so einfachen Schaltkreis keine Anforderung zurückentwickeln.
@MJ13: Ziemlich oft ist der einzige Zweck von Beispielschaltkreisen, die im Unterricht verwendet werden, den Schüler zum Nachdenken anzuregen oder ihm etwas zum Analysieren zu geben. Die Schaltung hat möglicherweise keinen praktischen Nutzen im wirklichen Leben.
@PeterBennett Ich weiß, aber es gab eine Frage zur Verwendung dieser Schaltung. So etwas wie "In welchen Anwendungen kann diese bestimmte Schaltung verwendet werden?" Aber ich habe eine solche Schaltung noch nie analysiert, also habe ich keine Ahnung :)
@ MJ13 Ich nehme an, wenn die Zenerdiode verwendet wurde, um eine 5,6-Volt-Stromschiene für einen Schaltkreis bereitzustellen, der auch eine andere, aber proportional höhere Stromschiene benötigte, könnte der Operationsverstärkerausgang in dieser Hinsicht verwendet werden - die 220k und 100k sind höher eingestellt Schiene. In Ihrer Schaltung wären es 8,145 Volt, aber es gibt keinen Grund (innerhalb der Stromversorgungsgrenzen für den Operationsverstärker), warum dies nicht 10 Volt oder 11,2 Volt (doppelt) sein könnte. Jede Diodendrift würde auch die höhere Versorgung driften, und dies könnte in einigen Schaltungen nützlich sein.

Denken Sie an die stationären Auswirkungen dieser Schaltung, was langfristig passieren wird.

Es gibt nur eine Spannung, die Sie in dieser Schaltung garantieren können: die Zenerdiode.

V+ = Vzenar

Das nächste, was wir wissen, ist, dass der OpAmp seine Ausgangsspannung weiter erhöht oder verringert, bis er seine Schiene oder V- = V+ erreicht

Der nächste Denkprozess ist also: Wie bekommt man V- = V+ (wenn es überhaupt möglich ist)

Weil wir wissen, dass V+ Vzenar ist

Wir brauchen die Spannung über dem 220k-Widerstand auf der negativen Größe, um gleich Vzener zu sein

Wir wissen das:

  • VAusgang = VR100k + VR220k
  • VR220k = 5,6 V
  • Strom für beide Widerstände sind gleich
  • VAusgang = I(R100 + R220k)

Strom für beide Widerstände ist also:

5,6/220 k = 25,45 uA

VAusgang = 25,45 uA* (100 k + 220 k) = 8,14 Volt

Irgendeine Idee, wo wir die bestimmte Schaltung verwenden können? Ich meine in welchen Anwendungen?

Wenn es eine Lösung innerhalb des linearen Bereichs des Operationsverstärkers gibt, muss Folgendes gelten:

Vn=Vp (idealer Operationsverstärker angenommen).

Vn = Vout*220/(100 + 220) und Vp = 5,6 Volt

Also: 5,6=Vout*0,6875 und

Vout = 5,6/0,6875 = 8,14545 Volt.

Wissen Sie, in welchen Anwendungen diese bestimmte Schaltung verwendet werden kann?
wahrscheinlich, wenn Sie eine bestimmte Spannung aufrechterhalten möchten, aber keinen Spannungsregler haben, einen guten Wirkungsgrad wünschen und mit einer schlecht sitzenden Zenerdiode stecken bleiben. Ansonsten scheint es eine ziemlich theoretische Frage zu sein.
ja - mit dieser Schaltung können Sie durch Auswahl geeigneter Widerstandswerte jede gewünschte Gleichspannungsquelle (an einem niederohmigen Ausgang) erzeugen.
Operationsverstärker-Schaltungsanalyse ohne Eingangssignal
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