集成运算放大器教案

集成运算放大器教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第五章集成运算放大器

第一节直流放大器

教学目的：1、了解直流放大器的概念。

2、掌握直流放大器存在的问题。

3、掌握解决直流放大器零点漂移的问题。

4、掌握差动放大器的工作原理。

教学重点：1、直流放大器存在的问题。

2、差动放大器抑制零漂的工作原理。

教学难点：1、差动放大器抑制零漂的工作原理。

教学方法与手段：1、教师讲授与学生练习相结合。

2、板书与多媒体课件相结合。

课时计划：3课时

一、集成运算放大器

集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。

集成电路的工艺特点：

（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。

（2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。

（3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。

（4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。

（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。

直流放大器：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化的放大电路，称为直流放大器。

二、 流放大器存在的两个问题 1、

前后级静态工作点相互影响的问题。

解决的方法是：在后级发射极加电阻、在后级发射极加二极管、用PNP 型管与NPN 型管互补构成。 2、

存在零点漂移。

零点漂移：输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。

产生零漂的原因：由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。

零漂的衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。 3. 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 采用差动放大电路 三、 差动放大器

u o

t

u u i1

i2

一).结构: 对称性结构

即：β1＝β2＝β U BE1=U BE2= U BE r be1= r be2= r be

R C1=R C2= R C R b1=R b2= R b

1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。

单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 2. 差动放大电路可以有两个输出端。 双端输出——从C1 和C2输出。 单端输出——从C1或C2 对地输出。 3. 差模信号与共模信号 差模信号：u id =u i1-u i2 共模信号：u ic =1/2(u i1+u i2) 差模电压增益：A ud =U od /U id 共模电压增益：A uc =U oc /U ic

总输出电压：u o =u od +u oc =A ud u id +A uc u ic 4. 共模抑制比 K CMR =A ud /A uc 二）.差动放大电路的基本工作原理

1、 静态时 U I1＝U I2 U O ＝0

2、 抑制零漂的原理 当u i1 = u i2 = 0 时，

u i1

i2

(be id 2r R R b +=c

o 2R R =0

uc =A U C1 = U C2U o = U C1 - U C2 = 0

当温度变化时：设T i c1 , i c2 u c1 , u c2

u o = u c1 - u c2 = 0

3.电路的动态分析

(1)加入差模信号u i1=-u i2 =u id /2，u ic =0。 若u i1 ,u i2 ib 1 ,i b2 i e1 ,i e2 I Re 不变 U E 不变 所以，Re 对差模信号相当于短路。 ②差模输入电阻 ③输出电阻

(2)加入共模信号 共模电压放大倍数 本课小结：1、直流放大器存在的两个问题：静态工作点相互影响的问题，零点漂移的问题。

2、 解决零点漂移的办法是采用差动放大器。

3、 差动放大器抑制零漂的原理。

作业：《电子技术基础》教材P112 5－1、5－2、5－3

第二节 OCL 电路与OTL 电路

教学目的：1、掌握OCL 电路与OTL 电路的结构及工作原理。

2、掌握消除交越失真的方法。

教学重点：1、OCL 电路与OTL 电路的工作原理。 2、输出功率的计算。

教学难点：1、交越失真的消除方法。

教学方法与手段：1、教师讲授与学生练习相结合。 2、板书与多媒体课件相结合。 课时计划：4课时 一、OCL 电路 一）、电路结构

电路中采用了正负两组电源，采用两个晶体管：NPN 、PNP 各一

-Vcc

o

只；其中V1为NPN型，V2为PNP型，两管极性相反，性能一致。两只三极管的基极连在一起，作为信号的输入端，发射级连在一起，作为信号的输出端，组成互补对称式射极输出器。

二）、工作原理

-Vcc

1、静态工作情况分析

u i = 0V ，V1、V2均工作于截止状态，I B1=I B2=0，I C1=I C2=0，（乙类工作状态） u o = 0V

2、动态工作情况分析

输入信号正半周，U i>0，V1加正向电压导通，V2加反向电压截止，i l=i c1，u o≠0,

输入信号负半周，u i <0, V1加反向电压截止，V2加正向电压导通，i l=i c2,u o≠0。

V1、V2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。

三、实际双电源互补对称功率放大电路

1、电路结构

u o

电路中增加R1、D1、D2、R2。

2、工作原理

1)、静态工作情况分析

V1、V2两管发射结电压分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态——工作于甲乙类状态。

2)、动态工作情况分析

设u i加入正弦信号。正半周V2加反向电压截止，V1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态，i l=i c1,负半周V1加反向电压截止，V2