第9章

集成運(yùn)算放大電路第9章集成運(yùn)算放大電路9.1

典型差動放大電路9.4

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用9.5

集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用9.2

集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)、原理、符號、參數(shù)9.3

放大電路中的負(fù)反饋問題19.1典型差動放大電路增加R2

、RE2

前后級Q點(diǎn)相互影響9.1.1直接耦合電路的特殊問題解決辦法？#設(shè)置合適Q點(diǎn)零點(diǎn)漂移問題2解決辦法？ui=0時，uo不等于零輸入級采用差動放大電路uot0有時會將信號淹沒零點(diǎn)漂移計(jì)算公式：一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱9.1.2典型差動放大器輸入端接法雙端單端輸出端接法雙端單端雙端輸入雙端輸出雙端輸入單端輸出二、輸入輸出方式單端輸入雙端輸出單端輸入單端輸出共有3種方式三、抑制零漂的原理uo=UC1-UC2

=0uo=(UC1+

uC1

)-(UC2+

uC2)=0當(dāng)ui1

=

ui2=0

時：當(dāng)溫度變化時：共模輸入信號：

ui1=ui2=uC

（大小相等，極性相同）理想情況：共模電壓放大倍數(shù)：（很小，<1)但因兩側(cè)不完全對稱，uo

0ui1=ui2

uC1=uC2

uo=0差模信號與共模信號差模信號：

uid

若

uid1=-uid2

（大小相等，極性相反）

則

uid

=2uid1共模信號：uiC任意輸入信號:ui1,

ui2，可分解成差模分量和共模分量共同作用于兩個輸入端溫度TICIE

=2ICUEUBEIBIC1.RE的作用

設(shè)ui1

=ui2

=0自動穩(wěn)定RE具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔靡种茰囟绕?，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)uoui1+VCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE四、

典型差動放大電路分析

RE對差模信號作用ui1ui2ib1

,ic1ib2

,ic2ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RE對差模信號不起作用RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UEEib2ib1ic2ic1iRE2.Q點(diǎn)的計(jì)算直流通路uoui1+VCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEIBIC1IC2IBIEIC1=IC2=IC=

IB

UC1=UC2=UCC－IC×RC

UE1=UE2

=－IB×RB－UBE

UCE1=UCE2

=UC1－UE1uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2差模電壓放大倍數(shù)Ad差模輸入信號：

ui1=-ui2=ud

（大小相等，極性相反）(很大，>1)設(shè)uC1=UC1+

uC1

，uC2=UC2+

uC2

。因ui1=-ui2，

uC1=-

uC2

uo=uC1-uC2=

uC1-

uC2=2

uC1

差模電壓放大倍數(shù)：+UCC3.

動態(tài)分析差模信號通路T1單邊微變等效電路uod1RBB1EC1RC

ib1ui1rbe1ib1RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù):uod1RBB1EC1RC

ib1ui1rbe1ib1若差動電路帶負(fù)載RL(接在

C1與

C2之間),對于差動信號而言，RL中點(diǎn)電位為0,所以放大倍數(shù)：總差放倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù):RRuodui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2Ero=2RC

ri

ri

ro輸入電阻：輸出電阻：2.輸入輸出電阻RRuoui1+UCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E思考題：電路去掉RB能正常工作嗎？RB的作用是什么？(二)共模輸入RE對共模信號有抑制作用（原理靜態(tài)分析，即由于RE的負(fù)反饋?zhàn)饔茫笽E基本不變）

。uC

ic1、

ic2

iRE

、

uRE

+UCCuocRCT1RBRCT2RBRE–UEEuCuoc2uoc1ic1ic2iREuRE共模信號通路:uocRCT1RBRCT2RB2REuc1uoc2uoc1ic1ic2uc22RE五、

共模抑制比(CMRR)的定義例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMRR=20lg

(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatioKCMRR=KCMRR

(dB)=(分貝)將整個電路的各個元件做在同一個半導(dǎo)體基片上集成電路優(yōu)點(diǎn)：工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小集成電路分類：模擬、數(shù)字集成電路；單極型、雙極型集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路；9.2集成運(yùn)算放大器簡介一、集成電路的概念集成電路:1.電路一般采用直接耦合的電路結(jié)構(gòu)，而不采用阻容耦合結(jié)構(gòu)。2.輸入級采用差動放大電路，目的是克服直接耦合電路的零漂。3.NPN管和PNP管配合使用，從而改進(jìn)單管的性能。3.大量采用恒流源設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)或做有源負(fù)載，提高電路性能。特點(diǎn)：二、集成運(yùn)算放大器的原理電路T3T3T3T1T2IS與uo反相

u+

u–反相輸入端同相輸入端與uo同相輸入級中間級輸出級對輸入級要求：盡量減小零漂,提高KCMRR，輸入阻抗ri

盡可能大對中間級要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。對輸出級要求：帶負(fù)載能力強(qiáng),有足夠的輸出電流io

.輸出阻抗ro小9.2三、集成運(yùn)放芯片四種封裝形式：圓外殼封裝、扁平管封裝已經(jīng)不用正在使用外形9.2雙列直插式封裝貼片式封裝雙列直插式封裝貼片式封裝＋－u－u+uo－＋＋

uo

∞國際符號國內(nèi)符號符號反相輸入端同相輸入端輸出端u+

u-

u0

均為對地電壓

u-

u+

u+u-uo1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)AdAd是在開環(huán)狀態(tài)、輸出不接負(fù)載時的差模放大倍數(shù)。一般在103

107之間。理想運(yùn)放的Ad為

。2.共模抑制比KCMMR常用分貝作單位，一般100dB以上。3.差模輸入電阻ridri>1M,有的可達(dá)100M

以上。3.輸出電阻roro

=幾-幾十。四、集成運(yùn)放的主要參數(shù)9.23.最大共模輸入電壓UIcmax6.最大差模輸入電壓UIdmax7.-3dB帶寬fH運(yùn)放是直流放大器，也可放大低頻信號，不適用于高頻信號。

Ri

大:幾十k

幾百k

1.理想運(yùn)算放大器的概念KCMRR很大Ro

?。簬资?/p>

幾百

Ao

很大:103

107＋

uo

∞u+

u-1.理想運(yùn)算放大器的條件

Ri

=

KCMMRR

=

Ro

=

0Ao

=

uo

2.電壓傳輸特性uo

實(shí)際傳輸特性理想傳輸特性線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)五、理想運(yùn)算放大器及其重要結(jié)論9.22.理想運(yùn)算放大器的兩個重要結(jié)論五、理想運(yùn)算放大器及其重要結(jié)論9.2

虛短

虛斷＋

uo

∞u+

u-運(yùn)算放大器不取用電流9.3放大電路中的負(fù)反饋凡是將放大電路輸出端的信號（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號迭加，就稱為反饋。若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負(fù)反饋。若引回的信號增強(qiáng)了輸入信號，就稱為正反饋。這里所說的信號一般是指交流信號，所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號與輸入信號的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負(fù)反饋。9.3.1反饋的基本概念9.3.2反饋的類型一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)9.3.3負(fù)反饋的分析方法3.判別是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋4.判別是電壓反饋還是電流反饋1.確定有無反饋2.判別反饋極性反饋類型的判斷步驟：負(fù)反饋的判斷方法——瞬時極性法判斷時在輸入端也要反映出反饋信號與輸入信號的比較關(guān)系。

如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。

假設(shè)輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經(jīng)過反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。9.3.4負(fù)反饋對放大電路的影響基本放大