第3章集成運算放大器,恒流源式差放電路,電路結(jié)構(gòu):,恒流源式差放電路1,電路結(jié)構(gòu):,簡化畫法,VCC,電路特點：IC3具有恒流特性,抑制溫漂的原理,R2,T3,R1,R3,-UEE,IC3,+UCC,ui2,uo,E,RC,T1,RC,T2,ui1,IE3,結(jié)論：IC3保持恒流，對共模信號抑制，對差模信號相當(dāng)于短路,T3、T4構(gòu)成比例電流源電路,恒流源式差放電路2,恒流源電路的簡化畫法及電路調(diào)零措施,調(diào)節(jié)電位器RW的滑動端位置可使電路在uI1=uI2=0時，uO=0。,恒流源式差放電路3,恒流源直流電流數(shù)值：,恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。,恒流源不影響差模放大倍數(shù)。,恒流源使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比。理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無窮大的電阻，所以共模抑制比無窮大。,恒流源的作用,恒流源差分式放大電路,1.靜態(tài)分析,（1）畫直流通路,（2）求IBQ、ICQ（IEQ）UCEQ。,對直流通路：信號源置零，內(nèi)阻保留，電容開路。,計算帶恒流源的差放的靜態(tài)工作點，要從恒流源入手。,1.動態(tài)分析,恒流源差分式放大電路,畫交流通路信號源保留，直流電源置零，電容短路畫微變等效電路先畫出三極管的微變等效模型，然后再連接各電極之間、以及各電極對地之間的元器件。求取Aud，Ri，Ro按照定義式求取。,例3.3帶恒流源的差動放大電路如圖所示。設(shè)VCC=VEE=12V，三極管的=50，UBEQ=0.7V，RC=100k，Re=33k，Rb=10k，RW=200，RL=200kR=3k，穩(wěn)壓管的UZ=6V。,估算靜態(tài)工作點，計算差模電壓放大倍數(shù)Aud，Rid，Rod。,差動放大電路分析計算總結(jié),差模信號通路：,E點電位在差模信號作用下不變，相當(dāng)于接地（虛地）。,負載中點電位在差模信號作用下不變,差模信號等效電路：,uo,RC,T1,RB,RC,T2,RB,ui1,ui2,-,-,RL,共模信號通路：,uic,uo,RC,T1,RB,RC,T2,RB,RE,ui1,ui2,-,RL,共模信號等效電路：,總結(jié)動態(tài)指標,共模抑制比：,差動放大器動態(tài)參數(shù)計算總結(jié),（1）差模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)。雙端輸出：單端輸出:,（2）共模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)。雙端輸出：單端輸出：,（3）差模輸入電阻,不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。,（4）輸出電阻：,單端輸出：RO=RC,雙端輸出：RO=2RC,Rid2（rbe+Rb）,（5）共模抑制比,共模抑制比是差動放大電路的一個重要指標,雙端輸出時可認為KCMR無窮大。,單端輸出時：,3.2.3差動放大電路的傳輸特性,雙極型三極管差動放大電路的傳輸特性,結(jié)論：當(dāng)時：當(dāng)輸入差模信號時：差模輸入電壓的線性工作范圍為：。差放電路在大信號輸入時有很好的限幅特性。,3.3集成電路運算放大器,3.3.1簡單的集成電路運算放大器,3.3.2通用型集成電路運算放大器,3.3.1簡單的集成電路運算放大器,1.集成運放內(nèi)部組成框圖,2.簡單集成運放電路組成,3.3.2通用型集成電路運算放大器,F007,集成運放的特點：,電壓增益高,輸入電阻大,輸出電阻小,集成運算放大器符號,國內(nèi)符號,國際符號,1.輸入失調(diào)電壓UIO該電壓是指為了使輸出電壓為零而在輸入端加的補償電壓。它的大小反映了電路的不對稱程度。其值在110mV范圍,要求愈小愈好。,3.5集成運算放大器的主要技術(shù)參數(shù),2.輸入偏置電流IIB輸入電壓為零時，運放兩個輸入端偏置電流的平均值，用于衡量差動放大對管輸入電流的大小。,4、輸入失調(diào)電壓溫漂dUIO/dt輸入失調(diào)電流溫漂dIIO/dt它們可以用來衡量集成運放的溫漂特性。,3.輸入失調(diào)電流IIO是指使輸出電壓為零時，輸入差放管的基極偏置電流IB1、IB2之差的絕對值,即,5.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)（增益）Aud,Aud是指集成運放在無外加反饋回路的情況下的差模電壓放大倍數(shù),是決定運放精度的重要因素。,6、共模抑制比KCMR反映了集成運放對共模輸入信號的抑制能力,其定義同差分放大電路。KCMR愈大愈好。,7、最大共模輸入電壓Uicmax輸入端共模信號超過一定數(shù)值后,集成運放工作不正常,失去差模放大能力。,8、最大差模輸入電壓Uidmax從集成運放輸入端看進去,一般都有兩個或兩個以上的發(fā)射結(jié)相串聯(lián),若輸入端的差模電壓過高,會使發(fā)射結(jié)擊穿。,運算放大器外形,由于運放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時常將其理想化，稱其所謂的理想運放。,3.6理想集成運算放大器,Rid高:幾十k幾百k,運放的特點：,KCMR很大,Ro?。簬资畮装?Aod很大:104以上107,理想運放：,Rid,KCMR,Ro0,Aod,運放的特點和符號,理想化,理想運放的符號,信號輸入方式,1、反向輸入：信號從反向輸入，則輸出信號與輸入信號反向。,2、同向輸入：信號從同向輸入，則輸出信號與輸入信號同向。,3、差分輸入：信號從兩端輸入。,反相輸入端,同相輸入端,uod,+UOM,電壓傳輸特性,1、線性區(qū):,線性區(qū),非線性區(qū),特點：集成運放的輸出電壓與其兩個輸入端的電壓之間存在線性關(guān)系。,（1）理想化集成運放的差模輸入電壓等于零，即有,uu,表明輸入端的差模輸入電壓幾乎相等，如同短路一樣，將此情況稱為“虛短”。,（2）理想化集成運放的輸入電流等于零，即有,ii0,表明反相輸入端與同相輸入端的電流都等于零，如同兩點被斷開，將此情況稱為“虛斷”。,+,ii,ui,對于理想運放,rid,相當(dāng)于兩輸入端之間短路,對于理想運放,uu+,相當(dāng)于兩輸入端之間斷路,uo,有ii0,Auo,ui0,rid,“虛斷”原則,(1),理想運放線性工作的分析依據(jù),+,2、非線性區(qū)：,+UOM,非線性區(qū),（1）理想集成運放的輸出電壓的取值只有兩種可能,當(dāng)uu-時uo=UOM(UOM為正向最大輸出電壓),當(dāng)uu-時uo=-UOM(-UOM為負向最大輸出電壓),運算放大器的運用,集成運算放大器與外部電阻、電容、半導(dǎo)體器件等構(gòu)成閉環(huán)電路后，能對各種模擬信號進行比例、加法、減法、微分、積分、對數(shù)、反對數(shù)、乘法和除法等