《电子技术基础》第4章.ppt

第4章 集成运算放大器 4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现象  ２.产生零点漂移的原因 3．抑制零点漂移的方法 4.1.2 差分放大电路 （３）主要技术指标的计算 ①差模电压放大倍数 ②差模输入电阻和输出电阻 4.2 集成运算放大电路概述 1．集成运放电路的组成及各部分的作用 2.集成运放的主要参数 4.3 集成运算放大电路的应用 1 .集成运放的分析方法 2.基本运算电路 （1）比例运算电路 ②同相比例运算电路 (2) 加法运算电路 （3）减法运算电路 ①利用差分电路以实现减法运算 ②利用反相信号求和以实现减法运算 （4）积分电路 （5）微分电路 （2）利用差分电路以实现减法运算 这是一个双端输入的电路。根据叠加原理可以是输入电压uS1 、uS2 分别单独作用时在输出端产生的输出电压uO1、uO2的叠加。 ①设： uS1单独作用时的输出电压为uO1另一端的输入电压uS2为0V。画出等效电路为： 反相端则有： （1） 求出输出电压uO1： ②设： uS2单独作用时的输出电压为uO2另一端的输入电压uS1为0V。画出等效电路为： 令 uS1=0,反相端则有： ③根据虚短有： uN=uP 解分压值 uP 得： （3） （2） uN是未知数 ④将（3）代入（2） 求出输出电压uO2得： ⑤将（4）与（1） 求和得uO： 如果满足Rf/R1=R3/R2的关系 差动电路求解需分5步 1、求出反相端作用的uo1 2、求出同相端非解的uo2 3、求出同相端作用的uP 4、求出同相端作用的uo2 5、求出两端同时作用的uo 图4-22 用加法电路构成减法电路 电路如图4-22所示。第一级为反相比例运算电路，第二级为反相加法电路。 若：Rf1=R1，则uO1=-uI；第二级为反相加法电路，可导出 若 R2=Rf2 时，则： 反相输入结构的减法电路，由于出现“虚地”，放大电路没有共模信号，故允许uI1、uI2的共模电压范围较大，但输入阻抗较低。 * 在通信设备，电子仪器及自动控制系统中，所要放大的信号并不都是变化较快的交流信号，有很多是变化极为缓慢的信号。缓慢变化的信号叫做直流信号。如许多传感器（温度、压力）的输出信号都是微弱的直流信号，高保真扩音机信号中的低频成分也是相对缓慢变化的信号。要放大缓慢变化的信号，只能采用直接耦合的方法。 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路（Integrated Circuits，简称ICS）。它的体积小，性能却好。自1959年世界上出现第一块集成电路至今，只不过四十年时间，但它已深入到一切产业的每种产品中。在导弹、卫星、战车、舰船、飞机等军事装备中；在数控机床、仪器仪表等工业设备中；在通信和计算机中；在音响、电视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采用了集成电路。 1904年出现的电真空器件、1948年出现的半导体器件和1959年出现的集成电路，都对当时的科学技术的进步产生了重大的影响。本世纪初开始进入电子时代。 集成度 小规模 中规模 大规模 超大规模 导电类型 双极型（即BJT型） 单极型（即MOS型） 模拟集成电路 数字集成电路 线性集成电路 非线性集成电路 功能 逻辑门 存储器 PLD 数模和模数接口 （a）为圆壳式 （b）为双列直插式 （c）为扁平式 （d）为单列直插式 （e）为菱形式 4.1 直接耦合放大电路 两级直接耦合放大电路如图4-1所示 图4 –1 两级直接耦合放大器电路 图４-２ 直接耦合放大电路的零点漂移 1．零点漂移现象 当输入电压为0时，由于温度等原因，输出电压uo≠0。 并且随温度的变化而变化。 输入信号为0，而输出信号不为0的现象称为零点漂移简称零漂 ( zero drift )。 产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包括环境温度的变化及三级管工作时由于管耗引起的结温变化），电源电压的波动以及电路元件以及电路元件参数的变化等，都会引起放大电路的零点漂移。其中又以温度的变化使三级管参数随之变化引起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起ICBO及β增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极电流IC增加，产生零点漂移现象。 （1）在电路中引入直流负反馈，例如典型的静态工作点稳定电路（见图2-8）中Re所起的作用。 （2）采用温度补偿的方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化。 （3）采用特性相同的管子，使它们的温漂互相抵消，例如“差分放大电路”。 1．基本差分式放大电