[工学]模电三集成运放.ppt

1.零点漂移 2 基本型差动放大器工作原理 3.1.2 双电源长尾式差放 3.1.3 恒流源式差放电路 3.1.4 差放电路的几种接法 双端输出： Ad = Ad1 单端输出： 对Ad而言，双端输入与单端输入效果是一样的。 ui1 +UCC ui2 uo C1 B1 C2 E B2 RC T1 RB RC T2 RB IC3 -UEE ib2 ib1 ud = 0.5ui , uc = 0 双端输入： ui1 = -ui2 =0.5ui ud = 0.5ui , uc = 0.5ui 单端输入： ui1 =-ui ，ui2 = 0 集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。 集成电路的优点： 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 集成电路的分类： 模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路； ? ? §3.2集成运算放大器 1.基本概念 集成电路内部结构的特点： 1. 电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。 2. 电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。 3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。 4. 二极管一般用三极管的发射结构成。 UEE +UCC u+ uo u– 反相 输入端 同相 输入端 T3 T4 T5 T1 T2 IS 原理框图： 输入级 中间级 输出级 与uo反相 与uo同相 对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。 对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。 对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io 。即输出阻抗 ro小。 集成运放的结构 （1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。 （2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。 （3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。 ri 大: 几十k? ? 几百 k? 运放的特点： KCMRR 很大 ro 小：几十 ? 几百? A o 很大: 104 ? 107 理想运放： ri ? ? KCMMRR ? ? ro ? 0 Ao ? ? 运放符号： ＋ － u－ u+ uo － ＋ ＋ u－ u+ uo ? Ao 国际符号 国内符号 ui uo +UOM -UOM ? 线性放大区 2. 集成运放应用基础 集成运放工作在线性区,必须在集成运放外部电路引入负反馈 ui uo _ + ? + Ao u- u+ 理想运放的条件 虚短 虚断 运放工作在线性区的特点 一、理想运放的条件及其工作在线性区的特点 ui uo _ + ? + Ao u- u+ 虚地 二、分析运放组成的线性电路的出发点 虚短 虚断 虚地 U- uo _ + ? + ? U+ Ii 信号的放大、运算 有源滤波电路 运放线性应用 1 比例运算电路 作用：将信号按比例放大。 类型：同相比例放大 反相比例放大。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。 3. 信号的运算电路 i1= i2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 1. 放大倍数 虚短 虚断 一、反相比例运算电路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。 虚地 若R2=R1，则Au=-1 UO = -Ui，称为反相器 2. 电路的输入电阻 ri=R1 平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。 RP =R1 // R2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。 4. 共模电压 电位为0，虚地 输入电阻小、共模电压为 0 以及“虚地”是反相输入的特点。 _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 3. 反馈方式 电压并联负反馈 输出电阻很小！ uo 反相比例电路的特点： 1. 共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。 2. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 3. 由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。 4. U-=U+=0，反相比例运算电路存在虚地。 二、同相比例运算电路 _ + ? + ? R2 R1 RP ui uo u-= u+= ui 反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。 虚短 虚断 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。 虚断 * 第三章 集成运算放大器及其应用