[理学]第三章、集成运算放大器w.ppt

1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 一、电压比较器 1. 基本电压比较器 * 1.知道集成运算放大器的符号。 2.掌握集成运算放大器的电压传输 特性和主要参数。 3.理解理想运算放大器的基本条件。 4.掌握分析和计算运放放大电路的两个重要依据。 5.掌握运算放大器的基本应用电路 。 学习目标： 第三章 集成运算放大器 集成电路的工艺特点： （1）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗较小。 （2）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （3）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。 （4）不能制造电感，如需电感，也只能外接。 3.1概述 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 分立元件电路与集成电路 数字集成电路与模拟集成电路（按功能分） 集成运放的总体结构 uO 输入级 中间级 输出级 偏置电路 + - ui + - u- u+ 输入级: （ 差分放大电路）接收输入信号，使集成运放有较高的 输入电阻及很强的抑制零点漂移的能力。 中间级：（一级或二极共射极放大电路）进行电压放大，提供足够大的电压放大倍数。 输出级：（互补对称的射极输出器）放大电流，提供足够大的功率给负载。 偏置电路：（直流电路）为各级放大电路提供稳定、合适的偏置，决定静态工作点。 各环节的组成与特点： 直耦放大电路的特殊问题——零点漂移 零漂现象： 产生零漂的原因： 由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。 输入Vi=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。 例如 若第一级漂移100 uV， 则输出漂移 1 V多。 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 采用差分式放大电路 漂 100 uV 漂移 10 mV 漂移 1 V 漂移 1 V 3.2 差 分（动）放大电路 一.结构: 对称性结构 即：?1=?2=? VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb 2. 差分放大电路可以有两个输出端，一个是集电极C1，另一个是集电极C2。 双端输出——从C1 和C2输出。 单端输出——从C1或C2 对地输出。 二. 几个基本概念 3. 差模信号与共模信号 差模信号： 共模信号： 两个输入的电压信号大小相等、极性相反。 两个输入的电压信号大小相等、极性相同。 Rp 元件作用分析： 调零电位器 共模反馈电阻 可调电阻RP的作用: 电路对称补偿 负电源UEE的作用: 补偿Re两端的直流压降 4.集成放大电路的简化内部电路 运算放大器外形图 3.3运放的电压传输特性和主要参数 一、集成运算放大器的符号 ＋ － u-－ u+ uo － ＋ ＋ ? ∞ 反相输入端 u－ 同相输入端 u+ 输出端 uo 国际符号： 国内符号： 集成运放的特点： 电压增益高 输入电阻大 输出电阻小 开环电压放大倍数为理想化条件 1.开环电压放大倍数（差模电压放大倍数） Auo ： 无反馈时的差模电压增益。 一般Auo在100～120dB左右，高增益运放可达140dB以上。 2.开环输入电阻（差模输入电阻）rid ： 双极型管输入级约为105～106欧姆，场效应管输入级可达109欧姆以上。 3.共模抑制比 KCMR ： KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB) 其典型值在80dB以上，性能好的高达180dB。 二、参数 5.输入失调电压Vio 4. 开环输出电阻ro 约为几百欧。 6. 最大输出电压Uopp 表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线称为传输特性，可分为线性区和饱和区。运算放大器可工作在线性区，也可工作在饱和区，但分析方法不一样。 ? 三、电压传输特性 o Uo Ui=（u+ - u-） +UCC -UEE 负饱和 正饱和 － ＋ ＋ ? ∞ u－ u+ uo -UEE +UCC 运算放大器的传输特性 3.4运算放大器的基本应用电路 一.理想运算放大器的条件 1、开环电压放大倍数 Auo ∝ ∞ 2、差模输入电阻rid ∝ ∞ 3、开环输出电阻ro ∝ 0 4.共模抑制比 KCMR ∝ ∞ 由上可得：