第三章 集成运算放大器的单元电路.ppt

第三章 集成运算放大器的单元电路;集成运算放大器的单元电路;3.1 集成运算放大器概述;集成电路的特点;集成运算放大器的结构图;集成运算放大器的结构图;3.2 直接耦合多级放大电路;3.2.1 多级放大电路的耦合方式;对耦合电路要求：;电抗性元件耦合;直接耦合方式;阻容耦合方式;3.2.2 零点漂移;例如;3.2.3 直接耦合放大电路的电位移动;解决方案一：;电流源电位移动电路;3.2.4 多级放大电路电压放大倍数计算; 在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方法。; 现以NPN和PNP管组合的两级放大电路为例加以说明，三极管的参数为;一、用输入电阻法求电压增益;22;23;（2）求电压放大倍数;电压增益：; 如果求从VS算起的电压增益，需计算第一级的输入电阻 ;二、用开路电压法求电压增益;集成运算放大器的单元电路;3.3 差分放大电路;3.3.1 差分放大电路的组成;3.3.2 差??放大电路的输入和输出方式; 差分放大电路的四种输入输出方式: 1. 双端输入、双端输出（双----双） 2. 双端输入、单端输出（双----单） 3. 单端输入、双端输出（单----双） 4. 单端输入、单端输出（单----单）;3.3.3 差模信号和共模信号;3.3.3 差模信号和共模信号;在差分放大电路中有两个输入信号ui1、ui2 。; 用共模信号和差模信号表示两个输入信号时，;例如：ui1=10 sinωt(mV), ui2=4 sinωt(mV)，则 ; 任意输入信号时差动放大器 (a) 原电路； (b) 分解为差模和共模信号电路 ; 差分放大电路对差模信号的放大示意图如图。两集电极电位一个升高（uC2增加），一个下降（uC1减小），就象跷跷板一样。差分放大电路对差模信号放大能力强。; 差分放大电路对共模信号的放大示意图如图。如果输入是共模信号且幅度相等，两集电极电位（uC1和uC2）同时以相同幅度、向相同方向变化。在电路对称的条件下，两集电极之间输出uo=0。所以，差分放大电路对共模信号放大能力弱（理想情况下无放大作用）。双端输出对共模信号有较强的抑制能力，而单端输出对共模信号抑制能力较弱。 ; 抑制零点漂移的原理 在差分放大电路中，无论是电源电压波动或温度变化都会使两管的集电极电流和集电极电位发生相同的变化,相当于在两输入端加入共模信号。由于电路的完全对称性,使得共模输出电压为零，共模电压放大倍数Ac=0，从而抑制了零点漂移。这时电路只放大差模信号。 实际上，差分放大电路对零漂的抑制，一是靠对称，而是靠Re。双端输出这两条都可以利用，而单端输出只利用Re这一条。;3.3.4 差分放大电路的静态分析;双端输入双端输出差分放大电路;3.3.5差分放大电路的差模动态分析;微变等效电路如图所示: ;微变等效电路如图所示: ; 差模输入：放大器的两个输入端分别输入大小相等极性相反的信号(即ui1=-ui2)，这种输入方式称为差模输入。 ;差模电压放大倍数 ;2. 双端输入单端输出;-;微变等效电路如图所示: ;3. 单端输入双端输出;3. 单端输入双端输出;4. 单端输入单端输出; 从几种电路的接法来看，输入方式对电路差模输入电阻没有影响, 只有输出方式对差模放大倍数和输出电阻有影响，不论哪一种输入方式，只要是双端输出， 其差模放大倍数就等于单管放大倍数，单端输出差模电压放大倍数为双端输出的一半。;共模输入分析： △uI1= △ uI2= △uIc，称之为共模输入信号。; 以上计算结果表明：（1）单端输出时，差放电路对共模信号的抑制是通过Re的强烈负反馈实现的；（2）双端输出时，差放电路对共模信号的抑制主要是通过电路参数的对称性实现的；在电路参数不完全对称时，通过Re的强烈负反馈作用，进一步抑制共模信号。 Re称为共模抑制电阻。;3.3.6.2 共模抑制比;长尾式差分放大电路; Re稳定静态工作点的过程 加Re后，当温度上升时，由于IC1和IC2同时增大，稳定过程实质上是一个负反馈过程。 ;射极电阻Re的作用：;　　 通过对带Re的差动式放大电路的分析可知，Re越大，KCMR越大，但增大Re，相应的负电源VEE也要增大。显然，使用过高的VEE是不经济的。此外,Re直流能耗也相应增大。而且，集成电路里制造大电阻也很困难。所以，靠增大Re来提高共模抑制比是不现实的 为解决这个问题，可以用恒流源电路来代替Re，电路如图所示。T3