模拟电子技术应用基础 教学课件1 作者 赵景波 第3章

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1、掌握差动放大电路的组成及工作原理掌握集成运算放大电路的组成、理想特性及电路符号掌握集成运算放大电路的基本运算电路了解有源滤波器的分类和原理了解集成运算放大电路的应用本章学习要求第3章差动放大电路和集成运算放大器了解电压比较器的原理3.1差动放大电路3.2集成运算放大器3.3集成运算放大器的基本单元电路3.4集成运算放大器信号处理电路3.5集成运放的实际应用电路3.6集成芯片的封装及识别3.7知识拓展3.8实验集成运算放大路电功能测试3.9实训集成运算器参数测试小结习题本章大纲在多级直接耦合的放大电路中，存在两个特殊问题：①级间静态工作点相互影响（前后

2、级电位互相牵制）问题；②零点漂移问题。3.1差动放大电路1.前后级电位互相牵制问题3.1.1直流放大电路的问题两级直接耦合放大电路后级发射极接电阻的直接耦合放大电路1.前后级电位互相牵制问题3.1.1直流放大电路的问题后级发射极接二极管的直接耦合放大电路后级发射极接稳压管的直接耦合放大电路2.零点漂移问题3.1.1直流放大电路的问题零点漂移差动放大电路，又称差分放大电路，其输出电压与输入电压之差成正比。它是另一类基本放大电路，由于它在抑制零点漂移等性能方面有很多优点，因而广泛应用于集成电路中。3.1.2差动放大电路的基本形式1．电路构成差动放大电路如

3、图所示，其中各元器件的作用如下。差动放大电路差动管：电路由两个完全对称的单管共射极放大电路结合而成，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，Rs1=Rs2，VT1和VT2的特性与参数基本一致。电路有两个输入端（输入信号分别加到两差动管的基极）和两个输出端（输出信号取自两差动管的集电极）。输出电压Δuo=Δuo1−Δuo2。调零电位器：引入调零电位器来抵消元器件参数的不对称，从而弥补电路不对称造成的失调。公共发射极电阻Re：稳定静态工作点及抑制零漂。辅助电源Vee∶Re越大，抑制零漂效果越好，但Re过大会使其直流压降过大，造成静态电流值下降，差动管输出动态范

4、围减小。为保证放大电路的正常工作，电路中需要接入辅助电源。2．抑制零点漂移的原理由于电路的对称性，温度的变化对VT1、VT2两管组成的左右两个放大电路的影响是一致的，相当于给两个放大电路同时加入了大小和极性完成相同的输入信号。因此，在电路完全对称的情况下，两管的集电极电位始终相同，差动放大电路的输出为零。不会出现普通直接耦合放大电路中的漂移电压，可见，差动放大电路利用电路对称性。抑制了零点漂移现象。3．信号输入在实际使用时，加在差动放大电路两个输入端的信号是任意的，要想分析有输入信号时差动放大电路的工作情况，要先来认识一下共模输入信号、差模输入信号和

5、比较输入信号。（1）共模输入信号两个大小相等且极性相同的输入信号称为共模输入信号，记为uic，即ui1=ui2=uic。对于完全对称的差动放大电路来说，共模输入时两管的集电极电位必然相同，因此双端输出时电压为零，电压放大倍数（Auc）为零，这就说明电路对共模信号无放大作用，即完全抑制了共模信号。实际上，差动放大电路对零点漂移的抑制就是该电路抑制共模信号的一个特例。因此差动放大电路对共模信号抑制能力的大小，也就是反映了它对零点漂移的抑制能力。（2）差模输入信号如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，这样的输入信号称为差模输入信号，记uid，即。因两侧电

6、路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用Ad表示，则，差模电压放大倍数（Aud）：=Aud。差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍数。差动放大电路用多一倍的元件为代价，换来了对零漂的抑制能力。（3）比较输入信号两个输入信号电压的大小和相对极性是任意的，既非共模，又非差模，称为比较输入信号。比较输入信号可以分解为一对共模信号和一对差模信号的组合，即式中：uic—共模信号；uid—差模信号。由以上两式可解得：对于线性差动放大电路，可用叠加定理求得输出电压：上式表明，输出电压的大小仅与输入电压的差值有关，而与信号本身的大小无关，这就是差动放大电路的差值特

7、性。（3）比较输入信号对于差动放大电路来说，差模信号是有用信号，要求对差模信号有较大的放大倍数；而共模信号是干扰信号，因此要求对共模信号的放大倍数越小越好。对共模信号的放大倍数越小，就意味着零点漂移越小，抗共模干扰的能力越强，当用作差动放大时，就越能准确、灵敏地反映出信号的偏差值。在一般情况下，电路不可能绝对对称，Auc≠0。为了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，引入共模抑制比，以KCMR表示。共模抑制比定义为Ad与Ac之比的绝对值，即共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。【例3-1】已知差动放大电路的输入

8、信号ui1= 1.01V，ui2= 0.99V，试求差模和共模输入电压。解差模输入电压：uid=ui1−ui