第三章差动放大电路及集成运放电路课件..ppt

第三章 差动放大电路及集成运放电路 授课教师：叶波 5.2 集成运算放大器 * * * 1. 直接耦合放大电路 可以放大直流信号 2.直接耦合放大电路的零点漂移 零漂： 主要原因： 温漂指标： # 为什么一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式？ 温度变化引起，也称温漂。 温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。 电源电压波动也是原因之一 直接耦合放大电路及其特殊问题 输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生 例如 若第一级漂了100 uV， 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂了100 uV， 则输出漂移 10 mV。 假设 第一级是关键 3. 减小零漂的措施 ?用非线性元件进行温度补偿 ?调制解调方式。 ?采用差分式放大电路 漂了 100 uV 漂移 10 mV+100 uV 漂移 1 V+ 10 mV 漂移 1 V+ 10 mV 第三章 集成运算放大电路 3.1 直接耦合放大电路及其特殊问题 3.2 典型差动式放大电路 3.3 差动式放大电路的输入输出方式 3.4 集成运算放大电路的概述 ?差分电路的组成 由两个结构完全对称的共射电路组成，通过射极公共电阻Ree耦合构成。 ?1= ? 2= ? UBE1=UBE2= UBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb 典型差动式放大电路 ?差分电路的输入输出方式 输入方式 Ui 单端输入 双端输入 Ui1 Ui2 Uo Uo Uo 输出方式 单端输出 双端输出 ?差模信号和共模信号 + - - + 差模信号 一对大小相等，极性 相反的信号，用Uid1、Uid2表示， Uid1= - Uid2 共模信号 + - - + 一对大小相等，极性相同的信号， 用Uic1、Uic2表示，Uic1= Uic2 1. 静态分析 2IeQ 由于电路结构对称，管子特性一致。 IBQ1=IBQ2 = IBQ ICQ1=ICQ2=ICQ UC1=UC2 =UC Uo + - + - Uid1= -Uid2 即相当于输入一对差模信号 Ie1 Ie2 Ib1= -Ib2 Ie1= -Ie2 Uc1= -Uc2 流过Ree上的交流总电流： Ie=Ie1+Ie2= 0 Ree上交流压降为0。 因此，画交流通路时，Ree可视为短路，即两管的发射极直接接地。 由Uc1= -Uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2. 2.对差模信号的放大作用分析 Rb Rc Uid1 Uo 2.对差模信号的放大作用分析 T1 Rb Rc Uid2 T2 RL=Rc//(RL/2) rid=2(Rb+rbe) Uid rod ≈2 Rc 与单管增益相同 双端输入—双端输出 rid=2(Rb+rbe) rod ≈2 Rc 双端输入—单端输出 是单管增益的一半 rid=2(Rb+rbe) rod ≈ Rc 2.对差模信号的放大作用分析 　C1为反向输出端,C2为同向输出端 工作原理 3.对共模信号的抑制作用分析 Iec1 Iec2 Uic1=Uic2=Uic Ibc1=Ibc2 Iec1=Iec2 流过Ree上的电流： Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1 Ree上的电压： URee=Iec1?2Ree 画交流通路时，单管射极电阻应为2Ree。 Rc T1 2Ree Iec1 Uoc1 Uic1 Rb Uoc Rc Uic1 T1 Rb 2Ree Iec1 Uoc1 Rc Uic2 T2 Rb 2Ree Iec2 Uoc2 差放的特点： 　　　　输入无差别，输出就不动；输入有差别，输出就变动。 3 对共模信号的抑制作用分析 共模抑制比CMRR—衡量差放的一个重要指标。 或 双端输出 4. 抑制零点漂移 当温度变化或电源电压波动时，都将使集电极电流产生变化，且变化趋势是相同的，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。 差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用，这就意味着差放对由温度变化或电源电压波动所引起的输出漂移有很强的抑制作用。这就是研究共模输入信号的意义。 Iec1 Iec2 5. 几种方式指标比较 输出方式 双出 单出 双出 单出 集成电路的类型：以集成度即管子和元件数量可分为一百以下的小规模集成电路；一百至一千个之间的中规模集成电路；一千至十万个之间的大规模集成电路；十万以上的超大规模集成电路。按所用器件又可分为双极型器件组成的双极型集成电路；单极型器件组成的单极型集成电路；双极型器件和单极型器件兼容组