哈尔滨工业大 自动控制原理 集成运放.ppt

第5章 集成运算放大器的单元电路 5.1 引言 5.2 集成运算放大器概述 5.3 多级放大电路 5.4 集成运算放大器中的电流源 5.5 差分放大电路 5.6 互补功率放大电路 5.7 集成运算放大器的参数和种类 5.1 引言 1 什么是集成电路？ 利用集成电路的制造工艺，将电子元器件（双极型晶体管、场效应管、二极管和电阻等）和连线制作在同一片半导体芯片上，构成具有特定功能的电路，称为集成电路。 2 模拟集成电路的特点 易于制造相对精度高的器件，容易保证电路中元件的对称性； 电路中的电阻元件由半导体的体电阻构成； 在一些场合用有源器件代替无源器件； 级间采用直接耦合方式。 5.2 集成运算放大器概述 1 集成运放的组成 集成运算放大器（简称运放）是一个直接耦合高增益的多级放大电路。它是模拟集成电路中最重要的品种，广泛应用于各种电子电路中。 2 集成运放的符号和电压传输特性 5.3 多级放大电路 1 多级放大电路的耦合方式 多级放大电路的级与级之间、信号源与放大电路之间、放大电路与负载之间的连接均称为耦合。常见的耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 变压器耦合 2 零点漂移 令放大电路输入信号为零，用灵敏度高的电压表或示波器测量输出电压，会发现输出电压不为零且在缓慢变化。这种现象称为零点漂移，简称零漂。 3 直接耦合放大电路的电位移动 4 多级放大电路电压放大倍数的计算 5.5 差分放大电路 1 差分放大电路的组成 2 差分放大电路的输入和输出方式 双端输入双端输出 双端输入单端输出 单端输入双端输出 单端输入单端输出 3 差模信号和共模信号 差模输入信号 共模输入信号为 差模电压放大倍数 共模电压放大倍数 4 差分放大电路的静态分析 5 差分放大电路的差模动态分析 （1）差模电压放大倍数 （a）双端输入双端输出差模电压放大倍数 （b）双端输入单端输出差模电压放大倍数 （c）单端输入双端输出差模电压放大倍数 （d）单端输入单端输出差模电压放大倍数 （2）差模输入电阻 （3）输出电阻 5 差分放大电路的差模动态分析 --差模电压放大倍数 （a）双端输入双端输出差模电压放大倍数 （b）双端输入单端输出差模电压放大倍数 （c）单端输入双端输出差模电压放大倍数 （d）单端输入单端输出差模电压放大倍数 5 差分放大电路的差模动态分析 --差模输入电阻 5 差分放大电路的差模动态分析 --输出电阻 6 差分放大电路的共模动态分析 （1） 共模放大倍数Auc的计算 （1） 共模放大倍数Auc的计算 6 差分放大电路的共模动态分析 （2）共模抑制比 为了衡量差放抑制共模信号的能力（抑制零漂的能力），制定了一项技术指标，称为共模抑制比KCMR。共模抑制比定义为差模电压放大倍数Aud与共模电压放大倍数Auc之比的绝对值，即 或用分贝数表示 双端输出的共模电压放大倍数 Auc=0， KCMR= 。 单端输出时共模抑制比的表达式 5.6 互补功率放大电路 1 晶体管的工作状态 根据放大电路在信号的一个周期内晶体管的导通时间，可把晶体管的工作状态分为甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类五种情况 2 乙类互补输出电路 电路组成 2 乙类互补输出电路 工作原理 2 乙类互补输出电路 交越失真及其消除 在信号正、负半周交替过零处，因晶体管存在开启电压而形成的非线性失真，称为交越失真。 2 乙类互补输出电路 交越失真及其消除 2 乙类互补输出电路 参数计算 输出功率计算 功率管的功率损耗 效率η 3 单电源互补功率放大电路 4 复合管 (a) 用二极管提供偏置 (b)UBE倍增电路 图 甲乙类互补功率放大电路 * * 集成运算放大器结构图 常用符号 国标符号 理想电压传输特性 实际电压传输特性 直接耦合 阻容