第七章-山东建筑大学.doc

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第七章-山东建筑大学

山东建筑大学备课纸 第七章 集成运算放大器 差动式放大电路 集成运放:是一种高放大倍数的直接耦合多级放大器。 直接耦合存在的最主要问题是:温漂问题 解决的办法:采用差动式放大电路 一.基本差动放大电路 工作原理: 各元件相同:即T1,T2管对称 RS1=RS2=RS Rb1=Rb2=Rb Rc1=Rc2=Rc(两边严格对称) 当静态工作时:Ic1Q=Ic2 Q 温度升高:Ic1升,Uc1降(对称性)Uc1Q=Uc2Q,U。=Uc1Q-Uc2Q=0 Ic2升,Uc2降 克服温度变化而引起的零点漂移现象 放大倍数 差模放大倍数Ad: 当输入信号Vi1及Vi2时(幅度相同;极性相反)(Vi1=-Vi2)或Vi1=Ui/2,Vi2=-Vi/2 Vi1:T1放大,VC1与Vi2反相;Vi2:T2放大,Vc2与Vi2反相(V。=VC1-VC2) (差动或) 设单管放大倍数为A1,则:VC1= Vi1A1=1/2 ViA1 V。=VC1-VC2= ViA1 差模放大 Ad=V。/i=A1==- 结论:(1)放大倍数与单管放大倍数相同 (2)另一管用来抑制零飘现象 2共模放大 当输入Ui1与Ui 2相同,即Ui1= Ui 2(实际上电路不可能完全对称) 故V。此时不为0,此时放大倍数,共模放大Ac=( Uc1’- Uc2’)/Ui (3)共模抑制比:衡量差动电路时零飘的抑制能力的质量指标 CMRR==││ CMR=20lg││(单位:分贝) 结论: ①Ac小,V。更稳定 ②CMR :大小反映电路对温源的抑制力 ③理想: CMR趋向于∞ 较高: 120分贝 一般: 60分贝 存在问题:此电路利用电路对称性,使两管温源输出端互相抵消,对本管无任何抑制作用. 不易实现电路对称 工程中常需单端输出(存在单管零漂现象) 无论单双端输出,严重的温将使静态工作点进入(饱和区、截止区) 如何解决问题:采用改进电路:长尾电路 二.长尾电路:射极具有公共电阻的差放电路 (一)(1)Re的作用 1.对共模信号抑制作用,引入共模负反馈。 Re上对共模信号IE1+IE2 T↑IE↑IRE↑负反馈 若对称则,IE1=IE2=IE(相当于单管E极串联2Re) Auc1=Voc1/Vi1= 电路对称RL上无电流流过视为开路 引入Re,使共模Ac下降,降低各管零点漂移 对差模信号的作用: Ui1\Ui2,极性相反,幅度相同,一管电流增大,另一管减少,Re上总电流不变;故交流信号在Re上无压降,无差模负反馈,则AL不变。 结论:Re 大,共模负反馈强,零漂小 3、Vee的作用:(1)负电源补偿Re大,直流压降大,U CE小,输出U0变化范围小(2)提供基极电流,无需接Rb 若要求VB=0则应接Rb 电路分析: 1、静态分析:若电路对称,又Rc1=Rc2=Rc Rs1=Rs2=Rs IE1=IE2=IE VEE=IBRs+2IERe+UBE,通常IBRs《2IERe.∴VEE≈2IERe+UBE IE=(VEE-VBE)/2Re Ic1=Ic2=Ic=IE Ib1=Ib2=Ic/ Uce1=Uce2=Uce=Ucc+Uee-IcRc-2IERe 2、L中点电位必然不变,每边负载电阻RL/2) Ad=vod/vi= 3、差模输入电阻rid,差模输出电阻rod rid=2(Rs+rbe) rod=2Rc 存在问题:(1)从克服零漂观点出发Re大,抑制效果好 (2)e大,使ICQ降太多,影响放大倍数Ad (3)Re 大在集成电路中不容易集成 解决办法:利用恒流源代替Re的改进电路。 三、具有恒流源的差放电路 T3电路中Re加上后,Ic3更稳定,输出特性更平坦。 Ic3恒流源(电阻很大)则可利用此电路来代替长尾电路中的Re,而能达到更好的抑制零漂效果。 静态分析:Ics=[R2/(R1+R2)(Vcc+Vee)-Vbes] Res 共他值计算一样 动态分析:与长尾电路相同 四、失调和调零 (一)失调电压 失调电流 理想差动:VI=0 V。=0 实际差动: 电路不完全对称,VI=0 ,则V。≠0,I。≠0,可等效为输入端的失调电压、失调电流 (二)调零电路 人为调零后,VI=0 ,V。=0 调零电路: 五、差动放大电路的四种接法 四种:单端输入、单端输出;单端输入、双端输出;双端输入,单端输出;双端输入,单端输出; 双端输入单端输出 静态分析 输出端直流不为零 2差模放大:只从一端出 Ad= Vod/vi=== 结论:差模放大倍数为单管放大倍数的一半。 3、rid\rod rid=2(Rs+rbe) rod=Rc 4、结论:未利用差动电路的对称性克服温漂只靠Re直流

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