电子技术基础与技能 第4章

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1、第4章二极管及其应用4.2集成运算放大电路4.1差分放大电路4.3放大电路中的反馈4.4基本运算放大电路4.5电压比较器学习目标1．掌握集成运放的符号及器件的引脚功能；3．理解利用集成运放来实现的放大、运算和比较等功能的典型电路；2．理解反馈电路的结构，了解反馈电路在运放中的应用；4．掌握安装使用集成运放构成的应用电路的方法。4.1差动放大电路差分放大电路，常用在多级放大电路的前置级，也是运放电路的基本电路。差动放大电路不但能有效地放大信号，而且还能有效地抑制零点漂移。零点漂移是由于元件参数的变化，导致输入电压的不变时，输出电压发生变化的情况，在直接耦合放大电路中，由于前后级

2、直接相连，零点漂移经多级放大后，会引起放大电路不能正常工作。1．基本差分放大电路的电路形式基本差分放大电路的电路形式如图4-1所示。由图可见，它实际上是由两个对称的单管共射放大电路组成的。其中VTl和VT2是两只特性相同的三极管，RB1和RB2是偏置电阻，而RCl和RC2是集电极负载电阻。通常RB1=RB2，RCl=RC2，电路为对称形式。图4-1基本差分式放大电路2．差分放大电路的特点（1）共模抑制作用如果输入的信号使两管集电极电流发生同样的变化，而且它们个自己的变化量大小相等，称为共模输入。（2）差模放大作用如果把输入信号接到差分放大器的两输入端，如图4-1所示，则由于电路完全对称，使每个

3、放大器分得的输入信号电压大小相等（均为uI／2），极性相反。我们把这种幅度相等极性相反的信号叫做差模信号，而把这种输入方式称做差模输入方式。（3）共模抑制比性能好的差动放大电路应有强的共模抑制能力和强的差放大能力。对共模信号的放大倍数越小，对差模信号的放大倍数越大，则电路的性能越好。共模抑制比的定义为：差模放大倍数Ad与共模放大倍数的比值，用KCMR表示。即：4.2集成运算放大电路集成运放最常见的用途是放大，还可以用作比例运算和滤波等。图4-2所示为运放在耳机放大器中完成信号放大功能。图4-2运放用于信号放大4.2.1集成运算放大电路简介（a）基本组成框图（b）符号图4-3集成运放组成框图和符

4、号集成运算放大器实际上就是一个高增益的多级直接耦合放大器，运算放大器广泛应用于模拟信号的运算、放大、滤波等功能。图4-3（a）所示是集成运放组成框图。输入级主要由差动放大器构成，以减小运放的零漂和其他方面的性能，它的两个输入端分别构成整个电路的同相输入端和反相输入端。中间级的主要作用是获得高的电压增益，一般由一级或多级放大器构成。输出级一般由电压跟随器（电压缓冲放大器）或互补电压跟随器组成，降低输出电阻，提高运放的带负载能力和输出功率。偏置电路则是为各级提供合适的工作点及电源。4.2.2理想集成运算放大电路1．理想集成运放的特点2．集成运放的两个工作区（1）运放工作在线性工作区时的特点集成运放

5、的线性工作区是指其输出电压uo与输入电压uI成正比时的输入电压范围。图4-4集成运放的传输特性（2）运放工作在非线性工作区时的特点集成运放的非线性工作区是指其输出电压uo与输入电压uI不成比例时的输入电压取值范围。集成运放在非线性工作区内一般是开环运用或加正反馈。它的输入输出关系是：表4-2非线性区工作时集成运放的输入/输出关系输入输出（UOL，负向饱和压降，即负向最大输出电压)（UOH，正向饱和压降，即正向最大输出电压)3．常见集成运放芯片简介名称LM324MC4558CNE5532C外形管脚供电电压双电源±1.5V～±16V单电源供电电压3～32V±3V～±18V±3V～±18V输入电压0

6、～30V（单电源供电）或-15～15V（双电源供电）-15～15V-13V～+13V增益带宽1MHz2MHz10MHz4.3放大电路中的反馈扬声器的声音通过麦克风返送到功放，功放把这一信号进行放大，经扬声器输出，放大后的信号又麦克风返送到功放……，经多次反复放大后的信号幅度很大，就形成啸叫声，这种情况称为自激。自激的产生是因为电路中存在把输出信号返送回到输入端形成回路，这一回路就称为反馈电路。在反馈过程中，使放大电路处理的输入信号幅度增大，这种反馈称为正反馈。把输出的信号倒相回送回输入端，从而减弱输出信号的幅度，这种反馈称为负反馈。1.反馈的结构将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全

7、部回送到输入端，与输入信号叠加，就称为反馈。回送的信号称为反馈信号。反馈电路是存在输出信号反馈信号的环路。表4-4有关反馈电路的说明名称框图结构说明开环放大电路没有反馈网络，只有放大器的电路闭环放大电路有反馈回路的电路。1.反馈信号Xf与输入信号Xi极性相反，削弱了信号的净输入量Xi’，称为负反馈。2.反馈信号Xf与输入信号Xi极性相同，增强了信号的净输入量Xi’，称为正反馈。说明：1.上图箭头所