模块三集成运算放大电路剖析.pptVIP

项目1 集成运算放大电路的基本知识 3.1.1 差分放大电路 2、电路工作原理 V1、V2是两只特性相同的三极管，实现电流放大； 两管的集电极电阻RC，实现将集电极电流变化转变为相应的电压变化；两管的RB1、RB2为三极管提供合适的静态工作； 输入端两个电阻R将输入信号电压Ui转化成大小相等，方向（相位）相反的一对输入信号Ui1和Ui2，分别加到V1和V2的基极。 习惯上称这对大小相等，方向（相位）相反的输入信号为差模信号，对应的输入方式称为差模输入；RL是负载，接两管集电极构成双端输出。 （1）抑制零点漂移 无信号输入时，由于两管的特性相同，元件参数相等，输出信号为零，避免了零点漂移现象。 当环境温度发生变化或电源电压出现波动时，将引起三极管参数的变化，由于两管特性相同，电路对称，ΔIC1=ΔIC2；ΔUC1=ΔUC2。于是输出电压变化量为：ΔUo=ΔUC1－ΔUC2=0 ，故“零漂”现象消失。 （2）差模电压放大倍数 差分放大电路对差模信号的电压放大倍数与单管电压放大倍数相等 （5）带射极公共电阻的差分放大电路 带射极公共电阻RE的差放电路也叫长尾 式差动放大器。 接入公共电阻RE的目的 是引入直流负反馈。能够抑制共模信号的 输出。 对于共模输入信号，由于电路对称， 两管的射极电流IE（约等于集电极电流IC ） 变化量大小相等、极性相同（即同增同 减），ΔIE1=ΔIE2=ΔIE，使流过RE的总 电流变化量为2ΔIE，这个电流变化量在 RE上产生的电压变化量（2ΔIERE）构成 负反馈信号，可使共模放大倍数降低。 3、带恒流源的差分放大电路 （2）电流镜电路 电流镜是一个输入电流IS与输出电流IO相等的电路， Q1和Q2的特性相同， 即VBE1 = VBE2，β1 = β2。 优点： 三极管之β受温度的影响，但利用电流镜像恒流源，不受β影 响，主要依靠外接电阻R经 Q2去决定输出电流IO（IC2 = IO）。 4.差分放大电路的输入输出方式 ⑴ 单端输入、单端输出 （2）单端输入，双端输出 （3）双端输入，单端输出 这种电路的电压放大倍数与单端输入、单端输出差分放大电路相同， 且也要采取工作点稳定措施。 3.1.2 集成运算放大电路的结构、封装和符号 1、集成运放的集成组成 输入级：提高运算放大器质量的关键部分。要求：输入电阻高，能减少零漂和抑制干扰信号。电路形式：采用具有恒流源的差动放大电路，降低零漂，提高KCMR。并且通常在低电流状态，以获得较高的输入阻抗。 中间级：进行电压放大，获得运放的总增益。要求：Au高，同时向输出级提供较大的推动电流。电路形式：带有恒流源负载的共射电路 输出级：与负载相接。要求：输出电阻低，带负载能力强，能输出足够大的电压和电流，并有过载保护措施。电路形式：一般由互补对称电路或源极跟随器构成。 偏置电路：为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点;为输入级设置一个电流值低而又十分稳定的偏置电流，也可作为有源负载提高电压增益。电路形式：各种恒流源电路。 集成电路的封装形式 图3.9 封装形式 2.运算放大电路的电路符号 它有两个输入端和一个输出端。 反相输入端标“-”号，同相输入端标“+”号。 输出电压与反相输入电压相位相反，与同 相输入电压相位相同。此外还有两个端分 别接正、负电源有些集成运放还有调零端 和相位补偿端。 3.1.3 理想集成运算放大器的特性 (1)开环差模电压放大倍数趋于无穷；Aud→∞ (2) 输入电阻趋于无穷；Rid→∞ (3) 输出电阻趋于零；RO→0 (4) 共模抑制比趋于无穷；KCMR→∞ (5) 有无限宽的频带；BW→∞ (6) 当输入端u -= u + 时，uo=0。 （1）理想集成运算放大器两输入端间的电 压为0，但又不是短 路，故常称为“虚短”。 即： 因为Kd→∞，则ui=u+-u- =uo/Kd=0，所以u+=u-。这样，两个输入端可 以认为是虚连接，当其中一个输入端接地 时，另一个输入端也为零电位，称为“虚地”。 （2）理想运放的两个输入端不取电流，但 又不是开路，一般称为“虚断”。 即： 因为Ri→∞，所以Ii=（u+-u-)/Ri=0。 当集成运放工作在线性放大区的条件是：（1）U－=U+ （2）I－=I+=0 我们在计算电路时，只要是线性应用，均可以采用以上两个结论，当 集成运放工作在线性区的时候输入、输出关系为：UO=Aod（U－–U+） 3.1.4 集成运算放大器实际使用时候注意事项 1.集成运算放大器的性能指标 ⑶ 开环电压增益Kd： 开环电压增益是指集成运放在无外接反馈电