集成运算放大器的单元电路.ppt

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1、5.1引言集成运算放大器（简称运放）是一个直接耦合高增益的多级放大电路。本章涉及的主要问题：集成运算放大器的构成及特点多级放大电路的耦合方式差分放大电路的结构、工作原理功率放大电路及交越失真集成运算放大器的类型、使用注意事项第5章集成运算放大器的单元电路5.2集成运算放大器概述5.2.1组成1.输入级：采用双端输入高性能的差分放大电路。输入电阻大，差模放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小。2.中间级：提供高的电压增益，以保证运算放大器的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大电路

2、。集成运算放大器结构图5.2.1组成3.输出级：互补对称输出电路。输出级应具有输出电压范围宽、输出电阻小（带负载能力强）、非线性失真小等特点。4.偏置电路：为各级放大电路提供合适的静态工作点电流。集成运算放大器结构图5.2.2集成运放的符号和电压传输特性(a)常用符号(b)标准符号符号电压传输特性-Uom+Uom线性放大区非线性区0非线性区5.3多级放大电路耦合方式RLRSUiUoUsA1A2An5.3.1多级放大电路的耦合方式1.直接耦合直接耦合放大电路2.阻容耦合阻容耦合放大电路3.变压器耦合变压器耦合放

3、大电路4.光电耦合光电耦合放大电路光电耦合器及其传输特性图光电耦合特点光耦两侧电气隔离可以不共地抑制电干扰5.3.2零点漂移uot0直接耦合放大电路由于前后级直接相连，前一级的零漂电压信号会和有用电压信号一起被送到下一级，而且逐级放大。因此，零点漂移可以通过直接耦合放大电路被逐级放大，从而使输出端的零点漂移现象更加严重，且放大电路的级数越多，放大倍数越高，零点漂移越严重。解决方案：采用分压偏置共射基本放大电路采用温度补偿，利用热敏元件来补偿晶体管参数的变化采用差分放大电路结构输出电压的漂移5.3.3直接耦合放

4、大电路的电位移动电位移动直接耦合放大电路采用NPN和PNP三极管结合的方法解决电位移动问题：NPN和PNP组合电位移动直接耦合放大电路5.3.4多级放大电路电压放大倍数的计算1.输入电阻法：在计算前一级的电压放大倍数时，将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑。2.开路电压法：将前级作为后级的信号源来考虑，信号源的电压为前级的开路电压，信号源的电阻为前级的输出电阻。多级放大电路电压放大倍数的计算方法1.输入电阻法两级放大电路的电压放大倍数计算实例等效电路两种方法的结果完全一致2.开路电压法两级放大电路的电压放大

5、倍数计算实例等效电路5.4集成运算放大器中的电流源1.镜像电流源UBE1=UBE2=UBE；IB1=IB2由于两三极管完全对称，故：5.4.1电流源1=2=忽略两三极管BE结压降的差值，有：由于，因此，式中2.比例电流源3.微电流源晶体管电流之间的关系：可得，4.威尔逊电流源由电路图可知：如果电流放大系数足够大，则有5.多路电流源5.5差分放大电路差分放大电路（简称差放）能放大两个输入信号之差，差放只对输入信号的差有响应。晶体管VT1、VT2特性一致1=2=UBE1=UBE2=UBErbe1=rb

6、e2=rbe电路参数对称，即Rc1=Rc2=RcRs1=Rs2=Rs5.5.1差分放大电路的组成1.信号的分解共模输入信号：差模输入信号：5.5.2差模信号和共模信号在差模信号和共模信号同时存在的情况下，对于线性放大电路，可利用叠加原理得出输出电压2.差模放大倍数和共模放大倍数集电极电流：晶体管的管压降：通过以上分析，差分放大电路的静态求解与共射放大电路一样，只不过发射极电阻用2Re替代。5.5.3差分放大电路的静态分析1.双端输入双端输出2.双端输入单端输出3.单端输入双端输出4.单端输入单端输出5.5.4

7、差分放大电路的输入和输出方式1.双入双出差分放大电路的差模动态分析5.5.5差分放大电路的差模动态分析双入双出差放的差模工作方式差模放大倍数1.双入双出差分放大电路的差模动态分析差模输入电阻Rid1.双入双出差分放大电路的差模动态分析差模输出电阻Rod根据输出电阻的定义，应将源输入电压短路，保留内阻RS；将负载电阻RL开路。1.双入双出差分放大电路的差模动态分析(a)集电极C1输出(b)集电极C2输出双入单出差分放大电路的差模工作状态与双入双出差放差别不大，只是单端输出只获取了两集电极之间输出变化量的一半。2

8、.双入单出差分放大电路的差模动态分析双入单出差分放大电路C1从C1输出为负从C1输出2.双入单出差分放大电路的差模动态分析3.单入双出差分放大电路的差模动态分析与双入双出的差模放大指标相同。差模放大倍数：差模输入电阻：差模输出电阻：4.单入单出差分放大电路的差模动态分析与双入单出的差模放大指标相同。双入双出双入单出单入双出单入单出输入双端输入双端输入单入可转单入可转换为双入换为双入输出C1和C2C1