电工电子技术 模拟集成电路及应用.ppt

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1、第2章模拟集成电路及应用§2.1集成运算放大器§2.2放大电路中的负反馈§2.3集成运放的线性应用§2.4集成运放的非线性应用(6)§2.1集成运算放大器2.1.1集成运算放大器的组成输入端输出端输出级中间级输入级直接耦合高增益多级放大器对输入级的要求：尽量减小零点漂移,输入阻抗ri尽可能大。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变化较大。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有时会将信号淹没(1)直接耦合电路存在的特殊问题-零点漂移1.输入级零点漂移：当ui等于零时

2、，uo波动。温漂：当ui等于零时，由于温度影响使uo波动。①　结构特点：结构对称。(2)差动放大电路ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB+VCC②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：+VCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2③信号输入方式+VCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2Ⅰ.共模输入信号ui1=ui2=uC（大小相等,极性相同）理想情况：ui1=ui2uC1=uc2u

3、o=0AC=0但因两侧不完全对称，uo0uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2Ⅱ.差模输入信号差模输入信号：ui1=-ui2=ud（大小相等，极性相反）+VCC共模电压放大倍数：（很小，<1)uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2差模输入信号设AU1=AU2=Au，u01=Auui1。因uo2=Auui2，uo=uO1-uO2=Au(ui1-ui2)=2Auui1+VCC差模电压放大倍数：Ⅲ.比较输入信号比较输入信号:两输入端的电压输入信号既非共模信号,又非差模信号.uoui1RCR

4、1T1RBRCR1T2RBui2Ⅳ.共模抑制比(CMR)的定义例:Ad=-200Ac=0.1KCMRR=20lg(-200)/0.1=66dBKCMR=KCMRR(dB)=(分贝)对输入级的要求：尽量减小零点漂移,输入阻抗ri尽可能大,尽量提高KCMRR.输入端输出端输出级中间级输入级对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io。即输出阻抗ro小。1.集成运放符号：＋－u－u+uo－＋＋u－u+uoAuo国际符号国内符号§2.1.2集成运放的符号和参数

5、uo＋∞u+u-+CF741的管脚图(1)开环差模电压放大倍数Auo无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在104109之间。理想运放的Auo为。(3)共模抑制比KCMR常用分贝作单位，一般100dB以上。(2)差模输入电阻ridrid>1M,有的可达100M以上。(4)输出电阻roro=几-几十。2.集成运放的主要参数理想运放：riKCMRro0Auo(5)输入失调电压UIO:反映差动输入级的不对称程度(10)最大差模输入电压UIDM(9)最大共模输入电压UICM(6)输入失调电流I

6、IO(7)输入偏置电流IIB(8)输入失调电压温漂dUIO/dT3.集成运放的分类按用途分通用型低功耗型高精度、低漂移型高阻型§2.1.3集成运放的电压传输特性1.电压传输特性集成运放的电压传输特性是指开环时，输出电压与差模输入电压之间的关系。即:uo=Auo(u+-u-)=Auouidu+-u-=uid2.理想运放模型（1）“虚短”:运放两输入端的电位相等，即u+=u-。理想运放：ridKCMRro0Auo结论:（2）“虚断”:rid两输入端的输入电流为零，即i+=i-=0。u+―u-=u

7、o/Auo=0u+=u-（2）运放工作在非线性区。3.分析运放电路的基本依据（1）运放工作在线性区。“虚短”和“虚断”u+-u-=uidu+＞u－时，uo=+Uomu+＜u－时，uo=－Uom虚断信号的放大、运算有源滤波电路运放线性应用§2.3集成运算放大器的线性应用作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。2.3.1比例运算电路uo_++RFR1R2uii1if(1)放大倍数虚短1、反相比例运算电路平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。R2=R1//RFu+u

8、-i1=if虚断u-虚地2、同相比例运算电路u-=u+=ui虚断虚短_++RFR1R2uiuoiiifu+u-_++uiuo3、电压跟随器结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。Auf=1_++uiuoAuf=1例2.3.1图示电路中,R1=50kΩ,RF=100kΩ,ui=1V,求输出电压uo,并说明输入级的作用。解：输入级为电压跟