电工电子学-集成运算放大器课件.ppt

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1、第9章集成运算放大器9.1集成运算放大器概述9.2放大电路中的负反馈9.4运算放大器在信号处理方面的应用9.5运算放大器在信号产生方面的应用9.3运算放大器在信号运算方面的应用1.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义；2.理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法；3.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器的工作原理；4.理解电压比较器的工作原理和应用。本章要求第9章集成运算放大器9.1集成运算放大器概述集成运算放大器是一种具有很

2、高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。集成电路是把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上,组成一个不可分的整体。集成电路特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。集成电路分类按集成度按导电类型按功能小、中、大和超大规模双、单极性和两种兼容数字和模拟各类型号集成芯片9.1.1集成运放的组成1.元器件参数的一致性和对称性好；2.电阻的阻值受到限制，大电阻常用三极管恒流源代替，电位器需外接；3.电容的容量受到限制，电感不能集成，故大电

3、容、电感和变压器均需外接；4.二极管多用三极管的发射结代替。输入级中间级输出级偏置电路运算放大器方框图输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差分放大器。中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。偏置电路:由镜像恒流源等电路组成输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。9.1.2差动放大电路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管

4、子的漂移。EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。电位器RP:起调零作用。1、电路组成2.信号输入两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。(1)共模信号ui1=ui2=uic大小相等、极性相同差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。共模信号需要抑制+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–2.信号输入两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2)差模信号ui1=–ui2大小相等、极性相反uid=ui

5、1–ui2uo=(VC1－VC1)－(VC2+VC１)=－2VC1即对差模信号有放大能力。差模信号是有用信号+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–(3)比较输入ui1、ui2大小和极性是任意的。例1:ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:ui1=8mV+2mV放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路。这种输入常作为比较放大

6、来应用，在自动控制系统中是常见的。3.零点漂移的抑制uo=VC1－VC2=0uo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0静态时，ui1=ui2=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–4.输入和输出方式+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–双端输入双端输出双端输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出(Common

7、ModeRejectionRatio)全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。差模放大倍数共模放大倍数KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。5.共模抑制比共模抑制比若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数Ac=0输出电压uo=Ad（ui1－ui2）=Aduid若电路不完全对称，则Ac0，实际输出电压uo=Acuic+Aduid即共模信号对输出有影响。输入级中间级输出级9.1.3集成运放的工作原理反相输入端同相输入端输出端+UCCui-UEEuoT3

8、T4T5T1T2IS123++集成运算放大器的管脚和符号反相输入端同相输入端+UCC–UEEuo+–+u–u++–+Auo信号传输方向输出端实际运放开环电压放大倍数(a)(b)(a)符号;(b)引脚765F0071234U-U+-UCC+UCC输出1.主要参数1.最大输出电压UOM能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。2.开环差模电压增益Auo运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。6.共模输入电压范围UICM运放所能承受的共模输入电压最