电工电子学第5章集成运算放大器课件.ppt

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1、第5章集成运算放大器5.1集成运放的基本组成5.2集成运放的基本特性5.3放大电路中的负反馈5.4集成运放在模拟信号运算方面的应用5.5集成运放在幅值比较方面的应用5.6应用举例主要内容15.1集成运放的基本组成主要内容5.1.1概述5.1.2差分放大电路5.1.3互补对称电路5.1.4集成运放的图形符号和信号输入方式2341.集成运放：是一种具有很高的电压放大倍数、性能优良、集成化的多级放大器。输入级输入级：要求高输入电阻、低漂移、高抗干扰能力，采用差分放大电路。中间级：要求有很高的电压放大倍数，由多级放大电路组成。输出级：要求有较强的带负载能力，输出电阻小，输出电压稳定

2、。偏置电路：为各级提供偏置电流。5.1.1概述2.集成运放的组成：由输入级、中间级、输出级、偏置电路组成中间级输出级偏置电路+-u-u+uiuo53.级间耦合：多级放大电路级与级之间的连接称为级间耦合。对耦合电路的要求——能不失真的传递有效信号，同时损失要最小。阻容耦合：通过电容器将前级的交流信号传送到后级。适用于交流放大电路，优点是前后级静态工作点互不影响。直接耦合：把前后级电路直接用导线连接起来。多用于集成电路中，优点是结构简单，信号损失小。缺点是级间静态工作点相互影响，有零点漂移现象。（即在输入端短路时，输出端也会出现电压波动，称为零点漂移）。变压器耦合：利用变压器将

3、前后级连接起来，通过电磁感应将前级的信号传送到后级。优点是可用于阻抗匹配，传送较大功率。缺点是体积大、重量大、存在电磁干扰。5.1.1概述4.常用的耦合方式：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合6差分放大电路，如图5.1.2输入级电路—差分放大电路1.静态分析：+UCC-UEERCRCR1RLR2uo1uo2ui1ui2uiiC3iB3UZT1T2T3++--+-+++---uoB3T1、T2特性相同，组成对称电路。T3、DZ、R1、R2组成恒流源。R1、DZ使T3基极电位UB3固定。恒流源工作原理：某种因素使iC3增加时：iC3↑→UR2↑→UBE3↓→iB3↓→iC3↓→使i

4、C3基本不变，具有恒流特性。由于电路对称，静态时输出为零，即电路采用对称结构，双端输出，能很好的抑制零点漂移；其中UBE3DZ+-75.1.2输入级电路—差分放大电路2.动态分析：+UCC-UEERCRCRLREuo1uo2ui1ui2uiiET1T2++--+-+++---uo（1）差模信号输入当信号ui从两个输入端和地之间输入，两输入端大小相等极性相反，即ui1=-ui2时，称为差模信号。差模输入时，由于电路对称，所以输出uo1和uo2也一定是大小相等，极性相反。所以，放大电路的输出uo为差模放大倍数由图可见，当ui1、ui2为差模信号时，放大电路输入ui为IS85.1

5、.2输入级电路—差分放大电路2.动态分析：+UCC-UEERCRCR1RLR2uo1uo2ui1ui2uiiC3iB3UZT1T2T3++--+-+++---uoB3（2）共模信号输入两个输入端同时输入同幅值同极性的信号，即当ui1=ui2时，称为共模信号。共模输入时，在理想情况下，输出uo1和uo2也一定是大小相等，极性相同，放大电路的输出电压uo为共模放大倍数共模抑制比{另外：共模输入时，在由T3构成的恒流源作用下，iC3、iC1、iC2均不变，集电极输出uo1和uo2也均不变，所以输出电压uo为0。}实际电路不可能完全对称，所以AC≠0。它反映抑制共模信号的能力，其值

6、越大，抑制共模信号（零点漂移）的能力越强。DZ+-95.1.3输出级电路—互补对称电路电路如图R2ui++-利用射极输出器输出电阻小，带负载能力强的特点，由NPN和PNP晶体管构成互补对称式电路。工作原理：D1、D2、R1、R2组成偏置电路，在D1、D2上的电压Uab作为T1、T2的发射结偏置电压，即Uab=UBE1+（-UBE2）当ui=0时，两管发射极电位UE=0，uo=0；+UCCD1D2RLT1-bauo-UCCR1T2当ui≠0时，在ui的正半周，T1导通，T2截止，电流由+UCC→T1→RL形成回路，使输出电压uo为正；当ui≠0时，在ui的负半周，T2导通，T

7、1截止，电流由RL→T2→-UCC形成回路，使输出电压uo为负；可见，在ui的正、负半周，T1、T2轮流导通，互补对方的不足，使负载上合成一个与ui相应的波形，且两管工作情况完全对称，所以称为互补对称电路。UBE1UBE2++--105.1.4集成运放的图形符号和信号输入方式集成运放的图形符号，如图运放三种基本输入方式：两个输入端：同相输入端IN+、反相输入端IN-。反相输入方式：同相输入端接地，信号从反相输入端与地之间输入。输出端：OUT端。强调使用正、负电源时画出，一般可不画A0+-u0u-u+IN-IN+OU