模拟电子技术 范立南 第4章 集成运算放大电路

《模拟电子技术 范立南 第4章 集成运算放大电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、模拟电子技术第4章　集成运算放大电路范立南恩莉代红艳李雪飞中国水利水电出版社4.1集成电路的特点4.2集成运放的基本单元电路4.3互补功率放大电路4.4其他功率放大电路4.5实际的功率放大电路4.6集成运放的性能指标及低频等效电路4.7集成运放的使用注意事项集成电路是在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成具有特定功能的电子电路。特点:体积小、高可靠性和灵活性等。分类：模拟集成电路又可分为集成运算放大器，集成宽频带放大器、集成功率放大器、集成乘法器、集成比较器、集成锁相环、集成稳压电源、集成模数和数模转换器等。在模拟集成电路中，集成运算放大器（简称集成运放）是应

2、用极为广泛的一种。4.1集成电路的特点模拟集成电路有以下几方面的特点：（1）电路结构与元件参数对称性好（2）用有源器件代替无源器件（3）尽量采用单一类型的管子（4）级间采用直接耦合方式（5）电路中使用的二极管，多用作温度补偿元件或电位移动电路，大都采用晶体管的发射结构成。4.2集成运放的基本单元电路集成运放是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。它由四部分组成，即输入级、中间级、输出级和偏置电路。集成运放组成框图如图4.1所示。图4.1集成运放组成框图4.2集成运放的基本单元电路1、输入级输入级又称前置级，它的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数，如增大输入电阻，减小

3、零漂，提高共模抑制比等。所以，输入级一般是一个双端输入的高性能差分放大电路，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。2、中间级中间级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。而且为了提高电压放大倍数，增大输出电压，经常采用复合管做放大管，以恒流源做有源负载的共射放大电路。4.2集成运放的基本单元电路3、输出级集成运放的输出级一般要求输出电压幅度要大，输出功率大，效率高，输出电阻较小，提高带负载能力。因此，一般采用互补对称的电压跟随器。4、偏置电路偏置电路的作用是为输入级、中间级和输出级提供静态偏置电流，建立合适的静态工作点。一般采用电流源电路形式。4.2.1差动放大

4、电路由于在集成电路中制造大电容及电感较困难，所以采用直接耦合放大电路。但是直接耦合放大电路存在一个缺点，就是存在零点漂移现象。所谓零点漂移（简称零漂），就是当放大电路的输入端短路时，输出端还有缓慢变化的电压产生，即输出电压偏离原来的起始点而上下漂动。克服零漂可以采用在电路中引入直流负反馈的方法；也可以采用温度补偿的方法，即：利用热敏元件来抵消放大管的变化；而最常用的方法是采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，这就是差动放大电路。1、基本差动放大电路（1）电路结构基本差动放大电路如图4.2（a）所示。它是将两个特性相同的基本放大电路组合在一起而形成的差动放大电路。（2）工作原理对于图4.2

5、（a）所示电路，当uI1和uI2所加信号为大小相等极性相同的输入信号（称为共模信号）时，△iB1＝△iB2，△iC1=△iC2；因此△uC1=△uC2。所以输出电压△uo=△uC1－△uC2=0。说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制作用，在参数完全对称的情况下，共模输出为零。1、基本差动放大电路当uI1和uI2所加信号为大小相等极性相反的差模信号时，由于△uI1=－△uI2，△iB1＝－△iB2，△iC1=－△iC2；因此△uC1=－△uC2，这样输出电压△uo=△uC1－△uC2=2△uC1，从而可以实现电压放大。以上分析说明了差动放大电路的一个特点，即：输入有差别，输出就变动；输入无

6、差别，输出就不动。1、基本差动放大电路（3）抑制零点漂移的原理在差动放大电路中，无论是温度变化，还是电源电压的波动都会引起两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号，由于电路的对称性，在理想情况下，可使输出电压不变，从而抑制了零点漂移。当然，在实际情况下，要做到两管电路完全对称是比较困难的，但是输出漂移电压将大为减小。由于这个缘故，所以差分式放大电路特别适用于作多级直接耦合放大电路的输入级。2、长尾式差动放大电路（1）电路结构图4.2（a）所示电路虽然可以使输出端的漂移比较小，但是每个管子的集电极对地的漂移却丝毫没有改变。因此如果以这种方式引出输出信

7、号的话，差动式放大电路的优点就不复存在了。解决的方案就是在每个管子的射极加上一个射极电阻，并且这两个电阻的阻值也要完全相等，电路如图4.2（b）所示。2、长尾式差动放大电路在研究差模输入信号作用时，不难发现，△iE1＝-△iE2。若将T1管和T2管发射极连在一起，将Re1和Re2合二为一，成为一个电阻Re如图4.2（c）所示，则在差模信号作用下Re中的电流变化为零，即Re对差模信号无反馈作用，因此大大提高了对