模拟电子技术 第5章 集成运算放大器及其应用

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1、第5章集成运算放大器及其应用1第5章集成运算放大器及其应用5.1集成运算放大器介绍5.2直接耦合放大电路的零点漂移5.3典型差动放大电路5.4集成运放中的电流源电路（略）5.5集成运算放大器介绍5.6理想运算放大器5.7基本运算电路5.8有源滤波器5.9电压比较器2集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路；5.1集成运算放大器介绍3集成运放是一种高增益的直接耦合多级放大电

2、路。5.1.1集成电路的特点3.相邻元器件的特性一致性好2.不宜制作大电阻，用有源元件代替大电阻4.采用复合管结构改进单管电路的性能1.只能制作小容量的电容，极间耦合采用直接耦合4集成运算放大器是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。5.1.2集成运算放大器的内部基本结构它是由输入级、中间级（中间放大级和中间隔离级）、输出级组成。输入级差动放大器中间级电压放大器输出级功率放大器uou+u-集成运算放大器内部结构框图5uiRC1R1T1增加R2、Re2:用于设置合适的Q点。问题1:前后级Q点相互影响。

3、+UCCuoRC2T2R2Re2直接耦合电路的特殊问题5.2直接耦合放大电路的零点漂移6问题2:零点漂移。前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得当ui等于零时，uo不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2Re2uot0有时会将信号淹没7基本形式特点：结构对称。5.3典型差动放大电路ui1ui2uoRC1Rb1T1RS1RC2Rb2T2RS2＋UCC8抑制零漂的原理uo=UC1-UC2=0uo=(UC1+uC1)-(UC2+uC2)=0当ui1=ui2=0时：当温度变化时：ui1ui2uoRC1Rb1

4、T1RS1RC2Rb2T2RS2＋UCC9(1)由于电路难以完全对称，所以输出仍然存在零漂。基本差放电路存在的问题：(2)由于每一管子没有采取消除零漂的措施，所以当温度变化大时，有可能使差放管进入截止或饱和，使放大电路失去放大能力。(3)实际电路，常需要对地输出，而这时的零漂和单管一样严重。改进：采用长尾式差放电路101.电路组成为了使左右平衡，可设置调零电位器:特点：加入射极电阻Re；加入负电源-UEE，采用正负双电源供电。长尾式差动放大电路5.3.1双端输入-双端输出uoui1+UCCRC1T1Rb1RC2T2Rb

5、2ui2Re–UEE++_+__11双电源的作用：（1）使信号变化幅度加大。（2）IB1、IB2由负电源-UEE提供。uoui1+UCCRC1T1Rb1RC2T2Rb2ui2Re–UEE++_+__121).静态分析温度TICIE=2ICUEUBEIBICRe的作用设ui1=ui2=0自动稳定Re具有强负反馈作用——抑制温度漂移，稳定静态工作点。2.工作原理uoui1+UCCRC1T1Rb1RC2T2Rb2ui2Re–UEE++_+__13Q点的计算直流通路UCE1UCC+UEE－(Rc+2Re)ICUCE1=UCE

6、2IB1IC1IC2IB2uo+UCCRC1T1Rb1RC2T2Rb2ReUEE+_IE2IE214共模信号交流通路:(1)对共模信号的抑制作用2).动态分析uocRC1T1Rb1RC2T2Rb22Reui1ic1ic2ui22Re+__++_15Re对差模信号作用ui1ui2ib1,ic1ib2,ic2ic1=-ic2iRe=ie1+ie2=0uRe=0Re对差模信号不起作用(2)对差模信号的放大作用+uoui1+UCCRC1T1Rb1RC2T2Rb2Re–UEEib2ib1ic2ic1iReui2+__+_16例:

7、ui1=20mV,ui2=10mV则：uid=10mV,uic=15mV差模分量:共模分量:++__12差动电路ui1ui2++__12差动电路uicuid__++(3)输入端加任意信号171).差模电压放大倍数Aud3.主要性能指标的计算Rb1uo1B1EC1RC1ib1Uid/2rbe1ib1++__T1单边微变等效电路uouid/2RC1T1Rb1RC2T2Rb2-uid/2+_++__uo1uo2差模信号交流通路18T1单边微变等效电路双端输出差模电压放大倍数:等于单边差模电压放大倍数Rb1uo1B1EC1R

8、C1ib1Uid/2rbe1ib1++__19输出端接有负载时的差模电压放大倍数AudRb1uo1B1EC1RCib1uid/2rbe1ib1RL/2++__T1单边微变等效电路差模信号交流通路uouid/2RC1T1Rb1RC2T2Rb2-uid/2+_++__RL/2RL/2+_uo1+_uo2202).共模电压放大倍数A