电路与模拟电子技术原理胡世昌电子课件第8章节1运放原理组成.pptVIP

电路与模拟电子技术原理 第八章 集成运算放大器 第8章 集成运算放大器 8.1 从分立元件到集成电路 8.2 集成运算放大器的原理与组成 8.3 集成运放的特性参数 8.4 理想运放的线性和非线性特征 8.5 集成运放应用举例 8.1 从分立元件到集成电路 分立元件、手工连线 印刷电路板（PCB，Printed Circuit Board） 真空管 晶体管、场效应管 集成电路 8.2 集成运算放大器的原理与组成 运算放大器：能够完成乘、除、微分、积分运算的放大器，并用来构成模拟计算机。 集成运算放大器就是用集成电路工艺制造的多级放大电路。 集成电路中的电阻、电容、晶体管都是用相同的材料——硅半导体制造，并通过照相制版技术印刷。这种工艺的特点是——难以制造大电容和大电阻，却很容易制造晶体管。 8.2 集成运算放大器的原理与组成 8.2.1 直接耦合与零点漂移 8.2.2 差动放大电路 8.2.3 集成运放的组成 8.2.1 直接耦合与零点漂移 阻容耦合多级放大器（交流放大器）： 电容“隔直通交” ，只能放大交流信号。 各级静态工作点独立。 直接耦合多级放大器（直流放大器）： 既能放大直流信号，也能放大交流信号。 各级静态工作点不独立。 当某一级的静态工作点发生变化时，其前后级的静态工作点也将受到影响。 静态工作点的变化称为工作点漂移，前级的工作点漂移会在本级输出端形成微弱的缓慢变化的信号。 零点漂移 即使输入信号为零，输出信号依然会偏离零参考点，并在零点上下的缓慢波动，称为零点漂移。 零点漂移也常常被称为温度漂移，这是因为温度变化是引起零点漂移的主要原因。 元器件参数变值、电源电压波动、环境温度变化也会引起零点漂移。 集成电路工艺难以制造大电容，集成运算放大器内部各级之间就不能采用阻容耦合，只能采用直接耦合。直接耦合不能隔离零漂信号。 集成运放零点漂移的解决方案 一是在哪里解决 集成运放的零点漂移应该从输入级着手 二是怎样解决 精选元件、元件老化处理、高稳定度电源 射极偏置电路：利用射极直流负反馈来稳定静态工作点 调制（结构复杂、成本高、频率特性差 ） 补偿：用另一个元件的温漂来抵消放大器件的温漂。→差动放大电路 8.2.2 差动放大电路 1．差动放大电路的原理 2．基本差动放大电路　（双端输入双端输出） 3．恒流源差动放大电路　（双端输入单端输出） 4．有源镜像负载电路（双端变单端） 5．完整的差动放大电路 1．差动放大电路的原理 差动放大也叫差分放大，其输出电压（uo）与两输入端的电压之差（ui1-ui2）成比例。 差模输入电压 　uid＝ui1－ui2 共模输入电压 差动放大电路的参数 差模电压放大倍数 Aud＝uo/uid 共模电压放大倍数 Auc＝uo/uic 理想情况下，差动放大电路的共模输出电压uoc应该为零，共模放大倍数也应为零。 共模抑制比 差模放大倍数与共模放大倍数之比，称为共模抑制比。 KCMR＝Ad /Ac 放大电路的共模抑制比越大越好，理想情况下，该参数应为无穷大。 8.2.2 差动放大电路 1．差动放大电路的原理 2．基本差动放大电路　（双端输入双端输出） 3．恒流源差动放大电路　（双端输入单端输出） 4．有源镜像负载电路（双端变单端） 5．完整的差动放大电路 2．基本差动放大电路 基本差动放大电路（续） 该电路具有如下功能： （1）抑制温漂 （2）放大差模输入信号 整个电路与单管电路的电压放大倍数相同。 （3）抑制共模输入信号 基本差动放大电路（续） 该电路具有如下功能： 基本差动放大电路（续） 零点漂移现象就相当于放大器输入端加入共模信号所产生的效果。 共模放大倍数表示了差动电路的对称程度，也就是表示了该电路抑制零漂的能力。 共模放大倍数越小，表明电路的对称性越好，抑制零漂的能力越强。 基本差动放大电路（续） 基本差动放大电路没有降低每个管子的温漂，而是单纯利用电路结构的对称性来抑制共模放大倍数， 而“对称电路”这样的要求是集成电路工艺很容易做到的。 8.2.2 差动放大电路 1．差动放大电路的原理 2．基本差动放大电路　（双端输入双端输出） 3．恒流源差动放大电路　（双端输入单端输出） 4．有源镜像负载电路（双端变单端） 5．完整的差动放大电路 3．恒流源差动放大电路 基本差动放大电路的缺点： 输入和输出端的有效信号都是差模信号 必须使用双端输入双端输出方式 集成运放中，除了输入级使用差动放大电路之外，中间级多用共射放大电路。 共射放大电路只能接受单端输入信号。 差动放大电路必须既能把双端输入转化为单端输出，又能制零点漂移。 （1）增加发射极电阻 长尾式差动放大电路 发射极电阻RE对差模信号的放大没有