差动运算放大器ppt课件.ppt

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1、第三章集成运算放大器3.1概述3.2差动放大电路3.3电流源电路与输出级电路3.4MOS集成运算放大器中的主要单元电路3.5常用集成运算放大器13.1概述集成电路是20世纪60年代初发展起来的一种新型器件，它把整个电路中的各个元器件以及元器件之间连接，采用半导体集成工艺同时制作在一块半导体芯片上，封装并引出管脚，做成具有特定功能的集成电子线路。优点：可靠性高、性能优良、重量轻、造价低、使用方便等。什么是集成电路?2集成电路的分类模拟集成电路分类在众多的模拟集成电路中，集成运算放大器应用极为广泛.集成运算放大器实质上是一个多级直接耦合高电压放大倍数的放大器，具有输入电阻大、输出电阻小的特

2、点。数字集成电路对连续变化的模拟信号进行处理的集成电路。集成运算放大器集成功率放大器集成稳压器模拟乘法器对不连续的0-低电平,1-高电平,跃进的信号进行处理的集成电路。33.1概述3.1.1集成运算放大器电路设计上的特点3.1.2集成运算放大器的基本结构43.1.1集成运放的特点1、电路与元件参数具有对称性2、采用有源电阻代替无源电阻3、采用直接耦合的形式4、利用二极管进行温度补偿5、采用复合管的结构53.1.2集成运放的基本结构差动输入级中间放大级输出级偏置电路输入级：由可以抑制零点漂移的差动放大器组成中间级：采用共射电路可获较大的输出级：射极跟随器，增加带负载能力偏置电路：供给各级

3、电路合理的偏置电流(差动放大器)(共射电路)(射极跟随器)63.2差动放大电路差动放大电路的特点是只有两个输入的信号有差值时，才能进行放大，即称为差模电压放大倍数差动放大电路73.2差动放大电路3.2.1为什么选用“差动”的电路形式3.2.2基本差动放大电路的分析3.2.3差动放大电路的输入、输出形式3.2.4差动放大电路的改进形式83.2.1为什么选用“差动”的电路形式?1、集成电路级与级之间采用直接耦合，而直接耦合电路必然会产生“零点漂移”。零点漂移：当输入信号为0，由于电源波动、温度变化等原因，使工作点发生变化，使放大器输出电压偏离起始点做上下漂动，成为零点漂移。如图3-3中，当

4、时，由于某种原因使，设，则这种缓慢变化的信号将淹没有用的信号，这是不允许的。2、为了有效抑制零漂，输入级必须采用差动放大器。93.2.2差动放大电路的分析图3-4基本差动放大电路构成原理要想实现“有差能动”电路如图所示，电路最大特点是电路完全对称，其中V1、V2两管特性相同，元件参数之值相等。有两个输入端称双入，两个输出端称双出。当两个输入信号相同时，由于电路对称性，两管集电极电位相同，所以u0=0103.2.2差动放大电路的分析抑制零点漂移的原理：当温度变化时，对两管的影响是一致的，相当给两管电路同时加入大小相等、极性相同的输入信号，因此，当电路特性完全对称的情况下，两管的集电极电位

5、始终相同，不会出现普通直接耦合放大器那样的漂移电压，这就是为什么差动放大电路能够抑制零点漂移的原因。11图3-5典型基本差动放大电路仅靠电路的对称性来抑制“零漂”是有限度的，对两个单管本身集电极电位的漂移并未加限制，所以实用电路为图3-5，在图3-4的基础上加RE和-UEE121、静态分析(ui1=ui2=0)图3-5典型基本差动放大电路直流通路(对地的电位)13两个输入信号大小相等、极性相反,即ui1=-ui2，称差模输入.如ui1为正、ui2为负所以，差动放大电路输入差模信号时的输出电压是两管各自输出电压变化量的两倍2、差模信号输入143、共模信号输入两个输入信号大小相等、极性相同

6、，即ui1=ui2，这时uo=uc1-uc2=0。差动放大电路对共模信号的抑制能力很强。温度变化对差动放大电路来说相当于一对共模信号。所以差动放大电路对其零点漂移的抑制就是对共模信号抑制的一种特例。154、任意信号输入在实际应用中，加给差动放大电路输入信号的大小和极性往往是任意的，既不是一对差模信号，也不是一对共模信号，为了分析方便通常，通常将一对任意输入信号分解为差模信号和共模信号两部分分别定义差模信号和共模信号为：差模信号:共模信号:164、任意信号输入差模信号加到电路上,两管V1和V2的基极获得差模信号为:共模信号加到电路上,两管V1和V2的基极获得共模信号为:ui1=ui2=u

7、ic174、任意信号输入例:则18当差模输入信号和共模输入信号都存在的情况下，根据叠加原理可以得出任意输入信号下总的输出电压，即越大，电路差模放大能力越强越小，电路抑制共模信号的能力越强195、差模特性动态分析图3-7差模输入时基本差动放大电路的交流通路图为差模输入时图3-7所示双入双出差动放大电路的交流通路。∵ui1=-ui2∴Ie1、Ie2大小相等，方向相反这两个交流电流之和为0,因此在Re上产生交流电压降为0。所以把Re视为交流短路20可