ΔUICΔUIC__ΔUOC_ΔUOC1ΔUOC2Rs1Rs22Re12Re2Rc1Rc2RLT1T2+
++__++输入共模信号的交流通路负载电阻RL中没有电流流过，视为开路。可见，Re使每边共模放大倍数显著下降，即R
e对共模信号有很强的抑制作用，Re越大，负反馈的作用越强，每管的漂移越小，则抑制共模信号的作用就越强。ReRc2ΔUI1U
ERs1Rs2RLRc1IE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCVEE
具有射极公共电阻的差放电路_在差模信号作用下，两管得到大小相等、极性相反的输入信号，于是一管电流增大，另一管电流减小
，且变化量相等IE1+ΔIE1IE2+ΔIE2Re上的总电流不变，仍为2IEQ，在Re上没有信号压降。对差模信号而言，Re
如同短路,不会影响差模放大倍数。运放构成输入级中间级偏置电路输出级输入端输出端输入级：由差放构成，可减
小零点漂移和抑制干扰。中间级：共射放大电路。用于电压放大。输出级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带负载能力
。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态工作点。7.4集成运算放大器运放举例：12
345678(a)5G24外形图(金属管壳)(b)μA741外形图(双列直插式)1234876
5+_+VCC-VCCIN+IN-OA2OA1OUT空7.4集成运算放大器集成运算放大器电路符号及理
想化条件习惯符号uid+VCC–VEE国家标准符号uouid+VCC–VEE8直流电源接法uouidV
CCVEE8u–u+VCC=VEE等效电路uouidu–i+u+uoRidAuduidRoi
–u+—同相端输入电压u-—反相端输入电压uid—差模输入电压uid=u+–u?Aud—开环差模
电压放大倍数uo=Aud(u+–u?)1、开环差模电压增益AOd集成运放在无外加反馈情况下的差模电压增益。+-
u+u-uOAOd越大越好2、差模输入电阻ridrid：几兆欧；若以场效应管作为输入级可达106M?3、输出电阻r
O集成运放输出端的对地等效电阻,反映了集成运放的带负载能力。rO：100~1000欧姆集成运算放大器的技术指标
下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章
目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一
页下一页总目录章目录返回上一页第7章集成运算放大器7.1概述7.2差动式放大电路7.3电流
源电路7.4集成运算放大器本章要求：了解集成运算放大电路中的元件；理解差动放大电路的工作原理和性能特点；3.
熟悉集成运放的基本组成及主要参数的意义；第7章集成运算放大器集成电路(Integratedcircuit缩写为IC
)是应用半导体制造工艺把晶体管、场效应管、电阻、小容量电容等许多元器件以及它们之间的连线都做在同一硅片上，然后封装在管壳里。这样
制成的具有特定功能的电子电路称为集成电路。分立电路:由分立元件构成集成电路:各个元件以及相应之间的连接同时制造在一块半导体芯片
上，组成一个不可分割的整体。7.1概述集成电路分类：集成电路特点：体积小、重量轻、性能好、功耗低、可靠性高。7
.1概述集成运算放大器集成功率放大器集成稳压电源集成数模转换电路数字集成电路模拟集成电路(1).采用直接耦
合方式。(2).采用差动放大电路。(3).用恒流源代替大阻值的电阻。(4).采用复合管的接法以改进单管的性能。
(5).集成电路中的元件性能一致，特别适宜于制作对称结构的电路。模拟集成电路的结构特点7.1概述信号源第一级第
二级负载两级阻容耦合放大电路为什么选用“差动”的电路形式?阻容耦合放大电路结构简单，成本低，频率特性好，静态工作点不
互相影响。但对低频信号衰减大，对缓慢变化的信号不能进行耦合，同时在集成电路中难于制造大的电容，所以阻容耦合形式在集成电路中无法应
用。两级直接耦合放大电路直接耦合方式中信号不经过电容，所以频率特性较好，可以放大频率很低的信号或直流信号，并便于集成，
但静态工作点不再互相独立，使放大器设计与调试较为复杂，而且会引起零点漂移。为什么选用“差动”的电路形式?1、集成电路级与级之
间采用直接耦合，而直接耦合电路必然会产生“零点漂移”。零点漂移：当输入信号为0，由于电源波动、温度变化等原因，使工作点发生变化，
使放大器输出电压偏离起始点做上下漂动，成为零点漂移。如图中，当时，由于某种原因使
，设，则这种缓慢变化的信号将淹没有用的信号，这是不允许的。2、为了有
效抑制零漂，输入级必须采用差动放大器。为什么选用“差动”的电路形式?电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻
元件的参数值都相等。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大原理电路+UCCuoui1RCRB2T1
RB1RCui2RB2RB1+++–––T2两个输入、两个输出两管静态工作点相同7.2.1基本
差动放大电路(1).静态分析uo=VC1－VC2=0uo=(VC1+?VC1)－(VC2+
?VC2)=0静态时，ui1=ui2=0当温度升高时?IC??VC?（两管变化量相等）对称差
分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1
+++–––T2(2).动态分析两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力
。共模信号ui1=ui2大小相等、极性相同差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。
+–+–+–+–+–+–共模信号需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui
2RB2RB1+++–––T2VC1++Rs1+VCCui1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2
VC2ui2ΔUO++___T1T2_(2)动态分析（共模输入）(2).动态分析两管集电极电位
一减一增，呈等量异向变化，差模信号ui1=–ui2大小相等、极性相反uo=(VC1－?VC1)－(VC2
+?VC１)=－2?VC1即对差模信号有放大能力。+–+–+–+–+–+–+UCCuou
i1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2差模信号是有用信号(2)动
态分析（差模输入）VC1+Rs1+VCCui1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2VC2ui2uO++
_T1T2ui+_B2B1uO=(VC1-ΔVC1)－(VC2+ΔVC1)=-2ΔVC1=+2VC2差模信
号?共模信号差模信号：是指两个幅度相等、极性相反的双端输入信号共模信号：是指两个幅度相等、极性相同的双端输入信号。
(3).比较输入ui1、ui2大小和极性是任意的。例1:ui1=10mV,ui2=6mVui2
=8mV－2mV例2:ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:ui1=18mV
+2mVui2=18mV－2mV可分解成:ui1=8mV+2m
V共模信号差模信号放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路。这种
输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。共模抑制比反映抑制零漂能力的指标根据1、2两式又有差动式放大电路输入
输出结构示意图+-vi1+-vi2+-vo1差放vo2+-+-vid+-vo差模信号共模
信号差模电压增益共模电压增益总输出电压差模信号输出共模信号输出(4)放大倍数（共模输入）共模电压放大倍数(Com
mon-modeGain)：当输入共模信号时，共模输出电压ΔUOC与输入电压ΔUIC之比。电路在理想对称情况下，双端输出
时，Auc=0。可抑制共模信号。用Auc表示。Rs1+差模输入差动放大电路交流通路Rb2___+Rs2
ΔUOdΔUIdΔUI1ΔUI2Rb1Rc1Rc2T1T2++_差模输出电压ΔUOd与差模输入电压ΔUI
d之比称为差模电压放大倍数，用Aud来表示。(4)放大倍数（差模输入）+_+_Rs1+差模输入差动放大电路交流
通路Rb2___+Rs2ΔUOdΔUIdΔUI1ΔUI2Rb1Rc1Rc2T1T2++_因为
电路对称Au1=Au2，所以总的输出电压差模放大倍数(1).不易实现电路的完全对称。基本差动放大电路存在问题(3).
无论单端还是双端输出,严重的温漂会使本级静态工作点进入饱和或截止区,使放大电路不能正常工作.(2).在实际工程中，常要
求单端输出信号，不能抑制零漂。由于温漂可以等效为输入端加共模信号，因此首先分析射极公共电阻Re对共模信号的抑制作用。ReRc
2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1IE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCIE1
IE2VEE具有射极公共电阻的差放电路_7.2.2具有射极公共电阻的差放电路T℃IC1IC2↑↓UBE2
利用电流负反馈抑制温漂，共模信号时(或温度升高时)，单管中的发射极电流为IEQ+ΔIE，那么流过电阻Re的电流即为IRe=2IE
Q+2ΔIE(IE1+IE2)↑→URe=(IE1+IE2)Re↑↑→UEUBE1↓→IB1↓→IC
1↓↓→IB2↓→IC2↑↑7.2.2具有射极公共电阻的差放电路Re上的电压降为：UR
e=(2IEQ+2ΔIE)Re=(IEQ+ΔIE)2Re从电压等效的观点出发，每个管子的发射极相当于接入了2Re2Re2ReRs2+VCCRs1RLRc1Rc2ΔUO+ΔUIC+_T1T2-VEE输入共模信号+ΔUIC__1.工作原理下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页 |
|
