模拟电子技术 教学课件 作者 吴恒玉 第3章　集成运算放大器的基础.ppt

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1、模拟电子技术第3章　集成运算放大器的基础第3章　集成运算放大器的基础3.1　本章任务的导入3.2　相关的理论知识3.3　相关的基本技能本章小结3.2　相关的理论知识3.2.1　差动放大电路3.2.1.1　直接耦合放大电路中需要解决的问题图3-2　基本差动放大电路一是各级静态工作点互相影响、互相牵制问题，二是零点漂移问题。所谓的零点漂移，是指当输入信号为零时，在放大器输出端出现一个变化不定（时大时小，时快时慢）的输出信号的现象，简称零漂。产生零漂的原因有：温度变化、电源电压波动、晶体管参数变化等，但主要是温度变化引起的，

2、所以零漂又称为温漂。3.2　相关的理论知识3.2.1.2　基本差动放大电路1.基本差动放大电路的组成如图3-2所示为基本差动放大电路，它由两个完全相同的共射极单管放大器连在一起，电路接入两个电源和。由于两个三管、的特性完全一样，外接电阻也完全对称相等，两边各元件的温度特性也都一样，因此两边电路完全对称。输入信号从两管的基极输入，输出信号从两管的集电极之间输出。2.静态分析当输入信号为零时，即。由于电路完全对称，即，或，故输出电压为。由此可知，输入信号为零时，也为零。基本差动放大器的输出信号电压静态工作点的求法：3.2　

3、相关的理论知识由于所以的作用是引入直流负反馈。当温度升高时，两管的和同时增大，引入后，稳定静态工作、抑制零漂的过程如下3.抑制零漂的原理当电源波动或温度变化时，两管集电极电位将同时发生变化。当温度升高时，两管的集电极电流同步增加，相应地，集电极电位同步下降。由于电路对称，两管变化量相等，即因此输出电压为，可见，两管各自的零漂电压在输出端可以互相抵消，因而使零漂被抑制掉。3.2　相关的理论知识4.动态分析(1)共模输入信号与差模输入信号差动放大电路的输入信号可以分为两种，即共模输入信号和差模输入信号。图3-3　差动放大电

4、路的输入方式(2)共模输入在放大器的两个输入端分别输入大小相等、极性相同的信号，即时，这种输入方式称为共模输入，所输入的信号称为共模（输入）信号。共模输入信号常用来表示，即。在放大器的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，即时这种输入方式为差模输入，所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号常用来表示，即3.2　相关的理论知识如图3-3（a）所示为共模输入方式，由图中可以看出，当差动放大器输入共模信号时，由于电路对称，两管的集电极电位变化相同，因而输出电压恒为零。可见，在理想情况下（电路完全对称），差动放大器在输

5、入共模信号时不产生输出电压，也就是说，理想差动放大器的共模电压放大倍数为零，或者说，差动放大器对共模信号没有放大作用，而是有抑制作用。(3)差模输入差模输入方式如图3-3b所示，由图中可以看出，当差动放大电路输入差模信号时，由于电路对称，其两管输出电位的变化也是大小相等、极性相反。设两管的电压放大倍数均为，则两管输出电压分别为，，则总电路的输出为差模电压放大倍数为3.2　相关的理论知识可见，差动放大器的差模电压放大倍数等于组成该差动放大器的半边电路的电压放大倍数。由单管共射放大器的电压放大倍数计算式，可得当两个集电极接

6、有负载时，则：输入电阻为输出电阻为5.共模抑制比3.2　相关的理论知识3.2.1.3　差动放大电路的四种接法(1)双端输入、双端输出　图3-3b所示电路即为这种接法。如图3-3（b）所示，即为这种接法。电压放大倍数的计算式见（3-1）式，输入/输出电阻计算式见（3-3）、（3-4）式。(2)双端输入、单端输出　如图3-4a所示，输出只从一个管子VT1的集电极与地之间引出。3.2　相关的理论知识(3)单端输入、双端输出　如图3-4b所示，输入信号只从一个管子VT1的基极引入，另一管子VT2的基极接地。(４)单端输入、单端

7、输出　如图3-4c所示，这种接法，它既有图3-4a所示电路的单端输出的特点，又具有图3-4b所示电路的单端输入的特点。3.2.1.4　差动放大电路的改进图3-5　改进后的差动放大电路3.2　相关的理论知识思　考　题1.什么是零点漂移？什么是差模信号？什么是共模信号？2.差动放大电路是如何抑制零漂的？3.带恒流源的差动放大电路是如何提高共模抑制比的？3.2.2　集成运算放大器的简介集成运算放大电路按集成度不同，可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成运算放大电路；按导电类型分，有晶体管集成运算放大电路和场效应晶体管集成

8、运算放大电路或两者兼有。3.２.2.1　集成运算放大器的电路结构3.2　相关的理论知识图3-6　集成运放的内部电路3.2　相关的理论知识图3-7　集成运放的符号及引脚连接图3.2.2.2　集成运算放大器的符号与引脚3.2　相关的理论知识3.2.2.3　集成运算放大器的主要参数(1)开环差模电压放大倍数AuoAuo是集成运放在开环时