4多级放大电路4.ppt

用专门的制作工艺，将晶体管、二极管、电阻等元器件及连线组成完整的放大电路制作在一块硅片上，作为一个集成器件使用。因最初用于模拟信号的运算，所以叫做“集成运算放大电路”（简称集成运放）是具有很高开环电压放大倍数的直接耦合放大器。 集成运放现广泛用于模拟信号的产生及处理电路中。性能价格比优越，在绝大多数情况下已取代了分立元件放大电路。 4.3 集成运算放大电路 1． 集成电路特点 １）不能做大C、L，只能采用直接耦合方式。 ２）为克服温漂，采用差分放大电路。 ３）用管子构成的恒流源代替大R及设置Q。 ４）采用复合管改善单管的性能。 ５）大电阻不便集成，常用有源器件取代电阻 ４．３．１ 集成运算放大电路概述 输入级 — 差分放大器，具有较强的抑制零点漂移能力． 2． 集成运放的组成 输入级 中间级 输出级 偏置电路 输出级 — 射极输出器或互补对称功率放大器。 输出电阻小（带载能力强），非线性失真小 中间级 — 共射/共源放大电路。 具有较强的放大能力，采用复合管作放大管， 以恒流源做负载 偏置电路 — 用于设置各级放大电路的静态工作点、一般采用电流源电路.还有电平偏移电路，短路保护电路等。 输入级 中间级 输出级 偏置电路 4.3.2 集成运放中的电流源电路 有镜像电流源、微电流源、威尔逊电流源、比例 电流源、多路电流源等，下面以镜像电流源为例。 1. 镜像电流源 管子处于临界饱和状态，放大边缘。 T1 T2 R +VCC IR IC2 IC1 IB0 IB1 2IB 2.微电流源 设计时，首先确定IC2和IC1，然后选定R和RE。 在VT2发射极接入电阻RE 共模电压增益 0 干扰信号可等效为共模信号，该差动放大电路输出端的共模电压为零。 差模信号 ：大小相等、极性相反的信号。 （2）差模输入方式 加在两管输入端的信号大小相等，极性相反的输入方式。 用差模信号表示输入信号为 差模电压增益 输出电压不为零，出现差模输出信号。 输入差模信号时： 半电路分析法 半电路电压增益： 用多一倍电路来换取对零点漂移的抑制。 整个电路的输出电压： 整个差放电路的差模电压增益： 整个差放电路的电压增益与半电路相等 （3）任意输入方式 两输入端接的输入信号分别为 将任意输入信号看作由共模输入分量和差模输入分量组成。 由 有 两个输入端之间有差别，输出端才有变动，因此称为差动放大电路。 因为共模电压增益为零，输出电压中只有差模分量。 （4）存在的问题及解决方案 两半电路不完全对称或输出信号取自一个管子的集电极（单端输出）时，电路没有抑制零点漂移的能力，必须提高每一半电路的稳定性。 在射极接大电阻，同时采用正负电源保证合适的静态电流及动态范围。该电路称为“长尾式差动放大电路”。又称为“射极耦合差动放大电路”。 条件:输入信号为零。 4.2.2 射极耦合差动放大电路的分析 1.射极耦合差动放大电路的静态分析 （RRP较小可略） 表明受温度影响很小，Q点基本稳定。 或 2.射极耦合差动放大电路的动态分析 (双端输入、双端输出) 当输入信号地在中点时，由于电路对称，输入信号经分压后加在半电路上的信号各为一半，大小相等方向相反，不存在共模输入。 共模和差模输入分量分别为： 差模信号作用下，两个管子射极电流变化大小相等方向相反（一个增大一个减小），RE上的总电流不变，RP中点C电位恒定，相当于交流接地。 两管集电极电位一个升高一个降低，RL两端电位一端升高，一端降低，中点电位恒定，相当于交流接地。 C C点交流接地 RL中点交流接地 A、B、C三点均为交流接地 （1）差模电压增益 （2）共模电压增益 C 0 差模电压增益等于半电路电压增益。 C （3）差模输入电阻: （4）差模输出电阻: （5）共模抑制比: 衡量差动放大电路对差模信号放大能力和对共模信号抑制能力的技术指标。 KCMR: 定义 此值越大越好 电路对称且信号双端输出时 （8）电压传输特性 线性关系 ? uod ?uId 只在线性范围内能对差模信号实现放大。 （6）最大共模输入电压UicM: （7）最大差模输入电压UidM : 电路对正负向的共模输入电压都有限制。 两个输入端间能承受的最大差模电压 1. 双端输入、双端输出方式（双入双出) 2. 双端输入、单端输出方式（双入单出） 3. 单端输入、双端输出方式（单入双出） 4. 单端输入、单端输出方式（单入单出） 4.2.3 输入和输出的四种接法及性能分析 1. 双端输入、双端输出（双入双出） 差模电压增益 差模输入电阻 差模输出电阻 共模电压增益 Ac=0 共模抑制比