电子技术基础与技能 电类专业通用 双色版 教学课件 作者 胡峥_ 第三章教案.doc

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1、电子技术基础与技能主编胡峥第三章教案授课班级课程名称电子技术基础与技能教学内容集成运放的理想化及基本电路课堂类型学时学时授课时间教学目的1、集成运放的理想化及基本电路2、集成运放的主要参数教学重、难点教学重、难点：集成运放的理想化及基本电路教学内容及步骤备注3.1集成运算放大器3.1.1集成运放的理想化及基本电路【基本电路】图3-2所示为集成运算放大器内部结构，由图可以看出内部电路有四部分：高阻抗输入级、中间放大级、低阻抗输出级和偏置电路。高阻抗输入级：是影响集成运放工作性能的关键级，一般由差动放大电路组成,作为集成运放的输入级，它有两个输入端。其中一

2、端为同相输入端、输入信号在该端输入时，输出信号与输入信号相位相同；另一端为反相输入端，输入信号在该端输入时，输出信号与输入信号相位相反。中间放大器：由高增益的电压放大电路组成。低阻抗输出级：由晶体管射极输出器互补电路组成。偏置电路：为集成运放各极提供合适而稳定的静态工作点。其中“”表示放大器，三角所指方向为信号传输方向，AUO表示该放大器的开环电压放大倍数。输入端“＋”（或P）表示同相输入端，“－”（或N）表示反相输入端。【理想化集成运放】为了便于对集成运放电路进行分析，通常将集成运放视为理想器件。理想化集成运放的条件是：1）开环差模电压放大倍数AUO

3、=∞；2）输入电阻ri==∞；3）输出电阻rO=0；4）共模抑制比KCMR=∞。显然，实际应用的集成运放不可能达到上述理想的技术指标，但随着集成电路制作工艺及微电子技术的高速发展，其技术指标可与理想集成运放的技术指标非常接近。因此，在分析集成运放电路时，其带来的误差并不大，在工程上是允许的。本章中我们均将集成运放作为理想集成运放来处理。根据以上的理想条件可推导出以下两个重要结论。1）虚短：理想集成运放的两输入端电位差趋于零（简称虚短），即u+-u-22电子技术基础与技能主编胡峥≈0（可认为u+=u-）。2）虚断：理想集成运放的输入电流趋于零（简称虚断）

4、，即ii≈0（可认为ii=0）这两个结论是分析集成运放电路的重要依据，可简化分析和计算过程。3.1.2集成运放的主要参数为了正确合理地选择和使用集成运放，必须了解集成运放的主要性能参数。【开环差模电压增益AUO】指集成运放在无反馈情况下的差模电压放大倍数，它是影响运算精度的重要指标。AUO有两种表示方法，一种直接表示为10n倍；另一种用对数表示，即20lgAUO，单位是分贝（dB）。目前，高增益的集成运放可达140dB左右，理想情况下可认为AUO为无穷大。【输入失调电压UIO】由于集成运放高阻抗输入级电路不对称，欲使输入为零时输出电压为零，必须要在输入

5、端另加补偿电压，这个电压的数值便为输入失调电压，它反映了集成运放的失调程度。一般UIO值在1～10mV，其值越小越好。【输入失调电流IIO】由于工艺上的误差，输入信号为零时，集成运放两输入端的静态电流不相等，其差值称为输入失调电流。它的大小也衡量了输入级的对称性，IIO一般在100nA以下，高质量的集成运放应在1nA以下。【共模抑制比KCMR】电路开环状态下，差模放大倍数AuD与共模放大倍数AuC之比，即KCMR=AuD/AuC。它是衡量集成运放输入级各参数对称程度的标志，也反映集成运放对共模信号的抑制能力。一般集成运放的KCMR在80dB以上，高质量

6、的可达160dB。【输出峰-峰电压UOPP】又称输出电压动态范围，指集成运放处于空载时，在一定电源电压下输出的最大不失真电压的峰-峰值。此外，还有输入电阻、输出电阻、温度漂移、转换速率、静态功耗及输入偏置电流等性能指标，必要时可查阅产品说明书，这里不详细介绍。22电子技术基础与技能主编胡峥第三章教案授课班级课程名称电子技术基础与技能教学内容反馈的基本概念及判断方法课堂类型学时学时授课时间教学目的1、反馈的基本概念2、反馈的类型与判断方法教学重、难点教学重、难点：反馈的类型与判断方法教学内容及步骤备注3.1.3反馈的基本概念及判断方法反馈理论及反馈技术在

7、自动控制、信号处理电子电路及电子设备中都得到了广泛的应用，有着十分重要的作用。在集成运放中，负反馈作为改善器件性能的重要手段而备受重视。【反馈的基本概念】所谓反馈，是指将系统或电路中输出信号（电压或电流），通过一定的网络，送回到输入端，并同输入信号一起参与放大器的输入控制作用，从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程。例如在第2章中讨论过的分压式射极偏置电路就是利用“反馈”来稳定静态工作点的。即T（温度）↑→IcQ（输出量）↑→UeQ（≈IcQRe）↑→UbeQ↓→IbQ（输入量）↓→IcQ↓可见，它是利用输出量IcQ的变化，经电阻Re转换成电压UeQ

8、的变化，送回到输入电路，使UbeQ减小，IbQ减小，从而使IcQ的变化减小，从而实现了静态工作