集成运算放大器基础

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1、9.1概述9.2零点漂移9.3差动放大电路9.4集成运算放大器的性能参数9.5集成运算放大器的应用第9章集成运算放大器8/4/20211研究对象：集成运算放大器的应用。关注焦点：如何利用理想运放的特点，分析运放电路。本章主要讨论集成运放的应用，关于集成运放的工作原理和内部结构留给要深入了解集成运放同学自学集成运放的应用电路从功能上分有信号运算、信号处理、信号产生电路等。8/4/202121.集成电路简介集成电路(Integratedcircuit缩写为IC)是应用半导体制造工艺把晶体管、场效应管、电阻、小容

2、量电容等许多元器件以及它们之间的连线都做在同一硅片上，然后封装在管壳里。这样制成的具有特定功能的电子电路称为集成电路。特点：体积小、重量轻、性能好、功耗低、可靠性高。9.1概述8/4/202132.集成电路的分类集成电路按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路按其特点分为集成运算放大器、集成稳压器、集成功率放大器等。8/4/202143.集成电路的工艺特点：（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。（2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫

3、瓦以下。（3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。（4）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。（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。8/4/202159.2零点漂移零漂现象：产生零漂的原因：温漂指标：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。温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算

4、到输入端的等效输入漂移电压值。8/4/20216例如若第一级漂了100uV，则输出漂移1V。若第二级也漂了100uV，则输出漂移10mV。假设第一级是关键减小零漂的措施：用非线性元件进行温度补偿采用差分式放大电路漂了100uV漂移10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV8/4/202179.3差动放大电路一.结构:对称性结构即：1=2=VBE1=VBE2=VBErbe1=rbe2=rbeRC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb8/4/202181.差动放大电路一般有两个输入端：双端输入

5、——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。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8/4/202193.差模信号与共模信号差模信号：共模信号：差模电压增益共模电压增益总输出电压4.共模抑制比8/4/202110三.差动放大电路的基本工作原理1.静态工作点的计算：忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V8/4/2021112.抑制零漂的原理:vo=vC1-vC2=0vo=(vC1+

6、vC1)-(vC2+vC2)=0当vi1=vi2=0时，当温度变化时：vC1=vC2vC1=vC28/4/202112(1)加入差模信号设：vi1=-vi2=vid/2，vic=0。3.电路的动态分析Re对差模信号相当于短路设vi1,vi2ib1,ib2ie1,ie2ie1=-ie2IRe不变VE不变8/4/202113其等效电路为：因为vi1=-vi2设vi1,vi2vo1,vo2。由于电路对称│vo1│=│vo2│vo=vo1–vo2=-2vo1差模电

7、压放大倍数差模输入电阻输出电阻8/4/202114(2)加入共模信号设：vi1=vi2=vic，vid=0。设vi1，vi2，使vo1，vo2。因vi1=vi2，vo1=vo2vo=0(理想化)。共模电压放大倍数8/4/202115四.差动放大器的输入输出方式差动放大器共有四种输入输出方式:1.双端输入、双端输出（双入双出）2.双端输入、单端输出（双入单出）3.单端输入、双端输出（单入双出）4.单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：差模电压放大倍数、共模电压放大倍数差模输入电阻输出电阻

8、8/4/2021161.双端输入双端输出(1)差模电压放大倍数（2）共模电压放大倍数（3）差模输入电阻（4）输出电阻8/4/2021172.双端输入单端输出这种方式适用于将差分信号转换为单端输出的信号。(1)差模电压放大倍数（2）差模输入电阻（3）输出电阻8/4/202118（4）共模电压放大倍数共模等效电路8/4/2021193.单端输入双端输出单端输入等效双端输入:因为右侧的Rb+rbe归算到发射极回路的值[