模拟集成电路的应用

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（3）功率管的安全使用知识 ）
避免发生集电结的击穿。 ① 避免发生集电结的击穿。 避免集电结过热， ② 避免集电结过热，集电极的功率损耗应 低于最大容许值PCM。 低于最大容许值 。 功率管在工作时不能进入二次击穿区。 ③ 功率管在工作时不能进入二次击穿区。
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5.2 知识积累
5.2.1 差分放大器 1．基本形式
VT1、VT2是特 性相同的晶体 管，电路对称， 参数也对称。 如：UBE1=UBE2， Rc1=Rc2=Rc， Rb1=Rb2=Rb， β 1= β 2= β 。
图5-1 基本差动电路
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图5-7 双端输入单端输出共模等效电路
′ ′ uoc uo1 β RL RL Auc = = =− ≈− uic uic Rb + rbe + (1 + β )2 Re 2 Re
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（3）单端输入双端输出电路 ）
K CMR = 20 lg Aod Aoc (dB)
（5）共模输入电压范围 ICM ）共模输入电压范围U （6）最大输出电压 OPP ）最大输出电压U
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4．集成运算放大器的理想特性 ．
（1）理想运算放大器的条件 ① 开环差模电压放大倍数。 ② 开环输入电阻。 ③ 开环输出电阻。 rid → ∞ ④ 共模抑制比。
1 1 Au1ui1 − Au2 ui2 2 ui Au − (− 2 ui ) Au = = = Au ui ui
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（3）共模输入
图5-3 共模输入差动放大电路
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（4）共模抑制比KCMR
K CMR
Aud = Auc
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（6）减法器 ）
如R1 = R2 = R3 = RF，则
uo = ui 2 − ui1
图5-18 减法器电路
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（7）积分器 ）
图5-19 积分器电路
1 1 uo = −uc = − ∫ iF dt = − R1CF ∫ ui dt CF
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（2）输入失调电流 IO ）输入失调电流I （3）开环差模放大倍数 od ）开环差模放大倍数A
Uo Aod = U id
I IO = I B1 − I B2
Uo Aod = 20 lg U id
（dB） ）
（4）共模抑制比 CMR ）共模抑制比K
K CMR Aod = Aoc
图5-22 乙类推挽功率放大器电路及其波形
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模 拟 电 子 技 术 应 用 基 础 电路最大输出功率。 ③ 电路最大输出功率。
U cem = U G
1 UG Pom = ′ 2 RL
2
I cm
U U G = ′ 2 RL
2 G
UG = ′ RL
2 UG Pom = ′ 2 RL
Байду номын сангаас
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（4）理想运放工作在饱和区的特点 ） 输出只有两种可能——+Uo(sat)或 ① 输出只有两种可能 −Uo(sat)。 当u+> u– 时，uo = + Uo(sat)；当u+< u– 不存在“虚短” 时，uo=− Uo(sat)。不存在“虚短”现 − 象。 ② i+= i – ≈ 0，仍存在“虚断”现象。 ，仍存在“虚断”现象。
ui = R1 uo Rf + R1
uo = (1 +
RF )ui R1
R2=R1/RF
图5-16 同相比例运算电路
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（4）电压跟随器 ）
当R1→∞时，uo=ui，即得到电压跟随器
图5-16 同相比例运算电路
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（5）加法器
i− 由于“虚短”，= 0
i = i1 + i2 + i3
由于“虚断”，则节点1的电 位为 零。列写方程：0 u i3 − u i3
i3 = R3 = R3
u i2 − 0 u = i2 R2 R2 u − 0 u i1 = i 1 = i1 R1 R1 0 − uo u i = = − o RF RF i2 =
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（8）微分器 ）
uo = − RF iF = − RF ic
dui (t ) ic (t ) = C dt
dui uo = − RFC dt
图5-20 微分器电路
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5.2.3 集成功率放大器
1．低频功率放大器的基本要求 ． （1）具有足够大的输出功率。 ）具有足够大的输出功率。 （2）效率要高。 ）效率要高。 （3）非线性失真要小。 ）非线性失真要小。 （4）散热性能好。 ）散热性能好。
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5．运算放大器在信号运算方面的运用 ．
（1）反相比例器
ui − u − ui − 0 ui i= = = R R R
u − − uo 0 − uo u iF = = =− o RF RF RF
由于“虚短”，理想运放的输入电流 为零，即，所以。即
由于“虚断”，则。因 为
ro → 0
Aod → ∞
K CMR → ∞
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（2）运放电压传输特性 uo= f (ui)
图5-14 运放的电路模型 图5-13 理想运算放大器的电压传输特性
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（3）理想运放工作在线性区的特点 ）
虚短： ① 虚短： 工作在线性区的理想运放的输入端电压近似为 也就是说， 零，也就是说，输入端在分析时可以看成是短 接的，这就是所谓的“虚短” 在分析计算中， 接的，这就是所谓的“虚短”。在分析计算中， 运放的同相端与反相端等电位。 运放的同相端与反相端等电位。 差模输入电压约等于0， 虚短” 差模输入电压约等于 ，即u+= u–，称“虚短” 虚断： ② 虚断： 输入电流约等于0，即 i+= i – ≈ 0，称“虚断”。 输入电流约等于 ， ， 虚断” 虚地：当运放的同相端（或反相端） ③ 虚地：当运放的同相端（或反相端）接地 运放的另一端也相当于接地， 时，运放的另一端也相当于接地，我们称其为 虚地” “虚地”。
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3．抑制零点漂移的原理 ．
在差分电路中，无论是温度的变化， 在差分电路中，无论是温度的变化，还是电流源的波动 都会引起两个三极管的i 的变化。 都会引起两个三极管的 c及uc的变化。 这个效果相当于在 两个输入端加入了共模信号，在理想情况下， 不变， 两个输入端加入了共模信号，在理想情况下，uo不变， 从而抑制了零点漂移。 从而抑制了零点漂移。 差模输入信号尽可能大的放大倍数； 差模输入信号尽可能大的放大倍数；共模输入信号尽量 地加以抑制，不予放大传送。 地加以抑制，不予放大传送。
Aud = ±
β ( Rc // RL )
2 ( Rb + rbe )
差模输入电阻：Rid=2（Rb+rbe） 输出电阻：Ro=Rc 共模电压放大倍数：
图5-9 单端输入单端输出电路
′ RL Auc ≈ − 2 Re
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5.2.2 集成运算放大器
1．集成运算放大器的特点 ． –（1）元器件参数的一致性和对称性好； （ ）元器件参数的一致性和对称性好； –（2）电阻的阻值受到限制，大电阻常 （ ）电阻的阻值受到限制， 用三极管恒流源代替，电位器需外接； 用三极管恒流源代替，电位器需外接； –（3）电容的容量受到限制，电感不能 （ ）电容的容量受到限制， 集成，故大电容、 集成，故大电容、电感和变压器均需外 接； –（4）二极管多用三极管的发射结代替。 （ ）二极管多用三极管的发射结代替。
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课题1 课题 模拟集成电路的应用
任务5 任务 汽车倒车警示电路
– 5.1 任务目标
– – – – 知道集成运放的基本组成及主要参数的意义。 知道集成运放的基本组成及主要参数的意义。 知道模拟集成电路的功能及运用。 知道模拟集成电路的功能及运用。 能使用模拟集成电路设计倒车警示电路。 能使用模拟集成电路设计倒车警示电路。 能运用模拟集成电路进行实际应用电路的安装与调试。 能运用模拟集成电路进行实际应用电路的安装与调试。
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2．集成运算放大器基本构成 ．
图5-10 模拟集成运算放大器方框图
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图5-11 运放的符号
图5-12 运放的新国标符号
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3．主要参数 ．
（1）输入失调电压 U oo U IO = UIO——输入失调电压； Aod Uoo——输入为零时的输出电压值； Aod——运算放大器的开环电压放大倍数。