电工电子技术（第2版）

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1、第10章集成运算放大电路10.1集成运放输入级--差动放大电路10.2集成运算放大器简介10.3集成运算放大器的线性应用电路10.4集成运算放大器的非线性应用电路10.5正弦波振荡电路10.6成运放应用的一些实际问题一、零点漂移产生的原因及其抑制方法1.直接耦合存在的问题因为电容和变压器都不能传递变化缓慢的直流信号，故为了放大变化缓慢的非周期性信号，只能采用前后两级直接耦合方式。但是直接耦合存在许多问题：前级与后级静态工作点相互影响问题；电平移动问题；零点漂移问题。将一个多级直接耦合放大器的输入端对地短路（ui

2、=0），测其输出电压不为0（u0≠0）且输出电压会缓慢地、无规则地变化的现象称为零点漂移，简称零漂。零点漂移所产生的漂移电压实际上是一个虚假信号，它与真实信号共存于电路中，因而真假混淆，10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回使放大器无法正常工作。特别是如果放大器第一级产生比较严重的漂移，它与输入真信号以同样的放大倍数转递到输出端，其漂移量会完全掩盖了真信号。引起零点漂移的原因很多，如电源电压波动，电路元器件参数和晶体管特性变化，温度变化等，其中温度变化影响最为严重。实际上交流放大器也存在零点漂移，由于

3、耦合电容或耦合变压器不能传递变化缓慢的直流信号，故前级的零点漂移量不会经过各级逐级放大。而在多级直接耦合放大器中，输出级的零点漂移主要由输入级的零点漂移决定。放大器的总电压放大倍数愈高，输出电压的漂移就愈严重。通常零点漂移都是折合到输入端来衡量的，即10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回上一页2.抑制方法为了抑制放大器的零点漂移，广泛采用差动放大电路来抑制零漂，其基本思想是用特性相同的两个管子来提供输出，使它们的零点漂移互相抵消。二、差动放大电路当输入端信号之差为零时，输出为零；当输入端信号之差不为零

4、时，就有输出的放大电路，称为差动放大电路，简称差放。就其功能来说，是放大两个输入信号之差，由于它在电路性能方面有许多优点，因而成为集成运放的主要组成单元。差放有两个输入端和两个输出端。当两个输入端都有信号输入时，称为双端输入；10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回上一页当一个输入端接地!另一个输入端有信号输入时，称为单端输入。类似地，输出端有双端输出和单端输出两种方式。1.电路结构图10-1（a）所示为典型差动放大电路，电路结构上的特点是：（1）它是由左右两个结构、参数完全相同的单管共射放大电路并接而

5、成，即所谓理想对称（对应电阻相等，晶体管T1、T2的特性相同）。（2）电路有两个输入端ui1和ui2两个输出端u01和u02，输出电压u0是u01与u02之差。即u0=u01－u02。（3）电路有两个直流电源：UCC与－UEE10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回上一页2.抑制温漂的过程正是由于差动放大电路结构的对称性，静态时（ui1=ui2=0）也必定等于u02，所以u0=u01－u02=0。当温度变化时引起两管集电极电位偏移量相同，故u0仍为零。另外，由于RE的负反馈作用，当温度增加时，两管IB同

6、时增大，两管IC也将同时增大，从而导致发射极电压UE升高。由于RE的负反馈作用，两管发射结电压降低，使两管基极电流减小，其过程可用图10－1表示。三、差动放大器的差模放大作用和共模抑制作用定义差放的两个输入信号之差为差模输入信号，简称差模信号，用uid表示；10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回上一页定义差放的两个输入信号的平均值为共模输入信号，简称共模信号，用uic表示。这样，就有如果用uid和uic来表示ui1和ui2则有如果ui1=－ui2=ui，那么uid=2ui，uic=0；如果ui1=ui

7、2=ui，那么uid=0，uic=ui。1.差模信号及差模电压放大倍数Aud当外加一个输入电压时，由于电路结构对称，T1和T2基极得到的输入电压将大小相等，但极性相反，10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回上一页如图10-2所示。这样的输入电压称为差模输入电压，用uid表示。假设每一边单管放大电路的电压放大倍数为Aul，则T1、T2的集电极输出电压变化量分别为则放大电路输出电压的变化量为所以差分放大电路的差模电压放大倍数为10.1集成运放输入级--差动放大电路下一页返回上一页2.共模信号及共模电压的放

8、大倍数Auc差分放大电路的输入电压的另一种形式，即电路结构对称的两个差放管的输入电压大小相等，且极性相同，如图10-3所示，这样的输入电压称为共模输入电压，用uic表示。如果温度变化，两个差放管的电流将按相同的方向一起增大或减小，相当于给放大电路加上一个共模输入信号。所以可以认为，差分放大电路的共模电压放大倍数为10.1集成运放输入级--差动放大电路返回上一页集成运算放大器是具有高开环