第8章_集成运算放大器原理及其应用ppt课件.ppt

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1、第8章集成运算放大器原理及其应用1绪论一.集成电路（IntegratedCircuit简称IC）采用半导体制造工艺，将大量的晶体管、电阻、电容等电路元件及其电路连线制作在一小块硅单晶上，形成具有特定电路功能的单元电路。2514绪论各类型号集成芯片3绪论二.集成电路的特点（同分立器件电路相比）1.集成电路中电阻、电容等无源器件不能象分立元件电路那样任意选用集成电路中电阻阻值偏大将占用硅片较大的面积，不利于集成；集成电路中的电容是利用PN结的结电容或用二氧化硅层作为电介质做成的，不适宜制造几十皮法以上的电容器，所以集成运放电路多采用直接耦合的形

2、式。4515绪论2.两者的设计思想正好相反3.同一集成电路中的元件参数一致性和温度均一性较好，很容易制造对称性较高的电路分立元件电路：尽量少用晶体管，以降低成本；集成电路：则尽量减少电阻、电容等无源器件，用晶体管等有源器件所取代。5516三、电路的组成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

3、出器构成。绪论6目录8.1零点漂移8.2差动放大电路8.6集成运放应用基础8.7运算电路8.8有源滤波器8.9电压比较器78.1差分放大器引子：为什么引入差分放大器？1.直流信号的放大在无线电通信和其他领域中，常常需要对变化十分缓慢的信号进行放大。工业控制中大多数的参数，比如温度，流量，压力等，当用传感器把它们转换成电信号的时候都是变化非常缓慢的信号。把这种变化十分缓慢的信号（频率很低，几乎为零，但不能认为频率等于零）称为直流信号。直流放大器是放大直流信号的一种放大器（当然也可以放大交流信号）。直流信号不同于直流电。8517引子：为什么引入

4、差分放大器？2.直流放大器面临的问题电容耦合放大器无法放大直流信号，耦合电容很难传送缓变信号。直流放大器常常采用直接耦合方式。两个问题：（1）级与级之间的直流工作状态互相影响（2）零点漂移9518引子：为什么引入差分放大器？（1）级与级之间的直流工作状态互相影响调整某一级工作状态就会导致其他各级工作状态的改变。这一点对直接耦合放大器的设计和调整带来很多不便。10519引子：为什么引入差分放大器？现象：输入电压为零，输出端电压表指针偏离零点或起始值，出现忽大忽小的不规则摆动。（2）零点漂移定义：输入电压为零时，输出还有缓慢变化的电压产生，输出

5、电压偏离起始值而上下波动，使输出端产生缓慢变化的电压。零点漂移简称零漂。引起零漂的外界因素：时间漂移：由于晶体管和其他元件的参数本身老化作用引起的温度漂移：由于晶体管的参数随着环境温度的变化而变化所造成的。（主要因素）电源电压变化引起的漂移：当电源电压变化时，电路的直流电平配制受到某种破坏而导致输出零点的变动。11520衡量零点漂移输出电压漂移的程度放大器的电压增益设输出漂移电压大小相等显然，放大器2的输入信号被漂移电压淹没了。采用折算到输入端的漂移电压衡量放大器性能：引子：为什么引入差分放大器？128.1.1差分放大器的分析一、基本型差分

6、放大电路分析1、电路工作原理分析对称性结构消除零漂电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。差分放大原理电路+UCui1uoRCRB2T1RB1++–––RCui2RB2RB1+T2138.1.1差分放大器的分析2、差分放大器输入信号的种类（1）差模（DifferentialMode）输入信号：即两管输入信号大小相等、相位相反，称为差模输入信号，记为即两管输入信号大小相等、相位相同，称为共模输入信号，记为零漂引起的就是共模信号，为有害信号。（2）共模（CommonMode）输入信号：14问题：差分放大器的两个输入

7、信号往往是一对任意数值的信号，一般，即，非差模也非共模，该怎样分析？解决方法：对输入信号进行分解，把一对任意数值的输入信号分解为共模信号和差模信号的叠加，求出差模信号和共模信号分别作用于差分放大器时的输出结果，然后利用叠加原理，得出差分放大器在一对任意数值输入信号作用下的性能指标。8.1.1差分放大器的分析158.1.1差分放大器的分析令具体分解方法：16527双入双出双入单出单入双出单入单出差分式放大电路基于不同的应用场合，有双单端输入和双单端输出四种情况。3、输入输出端电路形式8.1.1差分放大器的分析175248.1.2长尾式差分放大

8、器的分析二、典型的差分放大电路形式（长尾电路）如何消除零漂？输入信号为零，电路对称某种因素产生零漂，如温度升高，电路对称，晶体管参数相同，靠电路对称消除零漂！如何放大信号？它由两