高二物理竞赛课件集成运放中的单元电路

存在 零点 漂移
基本共射 + 相同变化的电压源
零输入， 要零输出
若V与UC的 变化一样， 则输出电压 就没有漂移
参数理想对称： Rb1= Rb1，Rc1= Rc1， Re1= Re1;
T1、T2在任何温度下特 性均相同。
信号相同， 则不能被放 大输出 能抑制零漂
用另一对称电路代替相同变化的电压源
抑制零漂的原理 取自两管输出端——双端输出
抑制共模信号之二 ：----利用 Re 的共模负反馈作用
实际电路不可能完全对称
共模电压放大倍数
Auc
uOc uIc
参数理想对称时Auc 0
对于每一边 电路，Re=?
= 2 Re
若温度↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓
Re的作用：
稳定Q点，也就是抑制共模信号
uId 2
iB (Rb
rbe )
uOd 2
iB (Rc ∥
RL ) 2
Ri
Ro
uI1 uI2 uIc
iB1 iB2
iC1 iC2
uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 uC1 ) (uCQ2 uC2 ) 0
共模电压放大倍数
Auc
uOc uIc
，理想时
Auc
0
如果说，差分放大电路只能放大交流信号，对吗？
双端输出的差分放大电路只能放大两输入端有差异的那部分信号
集成运放中的单元电路
集成运放中的单元电路
集成运放内部电路是直接耦合的三级放大，第一级必须具有抑制零漂的功能 一、 电路的组成及抑制零漂的工作原理
共用发射极电阻
差分放大电路的特点：
a. 两个共射放大电路，元器件参 数对称；
b. 两个输入端； c. 两个输出端 ，三种输出方式
一般取VEE=VCC
电路组成的思路 基本共射
共用的发射极电阻的电流 iRe iE1 iE 2
稳定ICQ，也即抑制零点漂移。 共射工作点稳定电路中，需接一射极电阻。 差分放大电路需要电阻 RE
二、长尾式差分放大电路的分析 1、 求Q点
令uI1= uI2=0
P135
I BQ，I CQ，I EQ，U CQ uO UCQ1 UCQ2 0 若不能理想对称，则 uO 0
以两倍单管 Re的效果抑制集电极电流、电位的变化
3、 放大差模信号
P137 共模信号输入：
差模信号： uI1 uI2 uId / 2
数值相等，极性相反的输入信号
iB2 iB1 iC2 iC1
ib2 ib1 ic2 ic1 ie2 ie1
uC2 uC1
uod uC1 (uC2)
差模信号输入：
uod 2uC1
iRe ie1 ie2 0
Re中电流不变，即Re 对差模信号无作用 差模信号的等效电路中，Re 视为短路
4、任意输入方式的实际输入信号
输入端分别接Ui1和Ui2，
Uid = Ui1- Ui2
Uic = (Ui1+ Ui2 ) / 2
若：Ui1=10mV Ui2=6mV 则 Uid=4mV Uic=8mV
原理：
静态时，输入信号为零。 发生变化时，两管的集电极电流ICQ1和ICQ2的变化规律始终相同， 两管的集电极电位UCQ1、UCQ2始终相等， 使UOQ=UCQ1-UCQ2≡0，因此消除了零点漂移。
改变2
改变3
改变1
长尾式差分放大电路
在理想对称的情况下：1、克服零点漂移；2、零输入零输出 常采用双电源供电，用电源 --VEE提供 RE上所需的电压
晶体管输入回路方程：
VEE IBQ Rb U BEQ 2IEQ Re
IRe 2IE1 2I E2
Rb小，且
I
也小，取
BQ
I
EQ
VEE U BEQ 2Re
I BQ
IEQ
1
，
U CEQ VCC ICQ Rc U BEQ
2、 抑制共模信号----利用电路的对称性
共模信号：数值相等，极性相同的输入信号
Ui1=Uic＋1/2 Uid
Ui2=Uic －1/2 Uid
Uo=AudUid+AucUic
+
- 6mV
+
- 2mV
+
- 2mV
+
6mV -
+
2mV --
-2mVቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+
任意输入方式，被放大的是两输入信号的差值。 “差分放大”
差模电压放大倍数
Aud
uOd uId
Aud
(
Rc
∥
RL 2
)
Rb rbe
Rid 2(Rb rbe ) ，Ro 2Rc