集成运算放大器第版

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1、第16章差分放大功率放大集成运算放大器16.1差分放大电路16.2功率放大16.3集成运算放大器概述集成运放是一种具有很高的电压放大倍数，性能优越，集成化的多级放大器。类型：通用型、专用型集成运放的基本组成框图输入级中间级输出级偏置电路多级放大器的耦合方式：阻容耦合直接耦合变压器耦合16.1差分放大电路16.1.1简单的直接耦合存的问题直接耦合：可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE22.零点漂移零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢、无规则变化的现象

2、。uotO产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题：1.输入为零输出有直流零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效漂移电压输出端漂移电压电压放大倍数只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。通频带f

3、Au

4、0.707

5、Auo

6、OfH

7、Auo

8、幅频特性抑制零点

9、漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2UEE+–16.1.2差动放大电路工作原理与分析差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。图16.1.2RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。UEE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。电路特点：对称；双湍输入，双湍输出。1.静态分析uo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0当温度升高（或降低）时ICVC（两管变化量相等

10、）对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。抑制零点漂移(温度变化引起的漂移温漂)求静态工作点差模信号和共模信号大小相同，对地极性相反。大小相同，对地极性相同。公式16.1.7比较输入ui1、ui2大小和极性是任意的。例1:ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:ui1=8mV+2mV共模信号差模信号这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。2.动态分析差模电压放大倍数差模信号——大

11、小相同，极性相反。分别与大小相同，方向相反；大小相同，极性相反。有输出电压，具有放大作用。记差模放大倍数为两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，uo=(VC1－VC1)－(VC2+VC１)=－2VC1即对差模信号有放大能力。放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路。看图16.1.3共模电压放大倍数共模信号——大小和极性均相同。理想情况——电路完全对称——无放大作用实际电路，但很小。记共模放大倍数为公式16.1.5差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出

12、电压为零，即对共模信号没有放大能力。共模抑制比（CommonModeRejectionRatio)全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。差模放大倍数共模放大倍数KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。共模抑制比双端输入，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。差分放大电路的输入—输出方式：16.1.3差动放大电路的输入输出方式带恒流源的差分电路16.1.4性能改善的差动放大电路16.2互补对称功率放大电路功率放大电路的作用：是放大电路的输出级，去推动

13、负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。概述对功放电路的要求：（1）输出功率尽可能大，即输出电流和输出电压都要尽可能大，因此功率管通常工作在近于极限状态；（2）非线性失真尽可能小，通常用负反馈等措施来实现；（3）效率要高。集电极功耗要尽可能小晶体管的工作状态（a)甲类：波形好，但管耗大，效率低。（b)乙类：IC为零，因此管耗小，但波形严重失真。（c)甲乙类：介于甲、乙类之间，可消除交越失真，功放电路常用的工作状态。16.2.1直接耦合射极输出电路1.简单直接耦合射极输出电路存在的问题uS+－

14、RLiCiBTC2C1++RBRE+UCCRS+－uO2.互补对称射极输出电路静态时，动态时，在正半周，导通，电流回路：正半周在负半周，电流回路：负半周uiuo+–UCCT1T2+UCCRL–ic1ic2静态时：ui=0V,iC10，iC20uo=0V。动态时：ui<0V