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第六章 集成运算放大电路
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Powerpoint Design by Chen Zhenyuan
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《电子技术基础》教学演示文稿
陈振源主编
第一节 集成运放的基本单元电路
一、集成运放的电路构成
集成运放的常见封装外形有双列直插式和圆壳式等，集成运放的内部电 路组成如右下图所示，包括输入级、中间级、输出级和辅助电路等部分。
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第六章 集成运算放大电路
集成运放的基本单元电路 集成运放介绍 集成运放的应用 本章小结
运算放大器是目前应用最广泛的集 成放大器，早期用于模拟计算机，对信 号进行模拟计算，并由此而得名。随着 微电子技术的发展和运算放大器价格的 降低，现已作为一种通用的高性能放大 器件来使用，在各种放大器、比较器、 振荡器、信号运算电路中得到了广泛应 用。
镜像电流源电路
电流源作为有源负载
3．电流源作为有源负载
由于电流源具有直流电阻小，而交流电阻很大的特点，在集成电路内部的放
大器广泛使用电流源作为负载，称为有源负载。
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（4）共模输入 在两个输入端加上一对大小相等、极性相同的信号vI1= vI2=vI， 称为共模信号，这种输入方式称为共模输入。
对于完全对称的差分放大器，输出电压vO=vO1-vO2=0，共模电压放大倍数为：
集成运放的常见封装外形
第六章 集成运算放大电路
集成运放的组成框图
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二、电流源
1．单三极管电流源
单三极管电流源电路如图所示。当温度升高时，放大器静态电流IC增大，在RC上 的压降也增加，而V3管的基极电压是由Rbl与Rb2分压提供的一个基本稳定的电压，因 而管子V3的发射结电压VBE将随着RC上压降的增大而减小，使三极管V3的基极电流IB 减小，从而抑制了放大器静态电流的增大，使输出电流IC近似不变
（2）发射极电阻Re 其作用是引入共 模负反馈。
典型差分放大器
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4.具有恒流源的差分放大器
在差分放大电路中，射极电阻Re越大，
抑制零漂的效果越好。但Re过大，必然要 相对提高负电源的电压VEE。因此最好的办 法是用一个恒流源来代替Re ，如图所示。
基本差分放大电路
（2）抑制零漂原理 差分放大电路因左右两个放大电路完全对称，因此具有 零输入时零输出的特点。当温度变化时，两管的输出变化(即每管的零漂)相同，从 而有效地抑制了零点漂移。
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AVC
vO vI
0
共模放大倍数AVC愈小，则表明抑制零漂能力愈强。 差分放大器常用共模抑制比KCMR来衡量放大器对有用信号的放大能力及对无用
漂移信号的抑制能力，其定义是：
ຫໍສະໝຸດ BaiduK CMR
AVD AVC
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（3）差模输人 输入信号vI被Rl、R2分压为大小相等、极性相反的一对输入信 号分别输入到两管的基极，称为差模信号。
差分放大器的差模放大倍数为
AVD
vO vI
vO1 vO2 vI
AV 1vI1 AV 2vI 2 vI
1 2
v
I
AV
(
1 2
v
I
AV
)
vI
AV
上式表明：基本差分放大器的AVD和单个管放大电路的放大倍数AV是相等的， 用多一倍的元件的代价换来了对零点漂移的抑制能力。
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3．典型差分放大器
基本差分放大器是借助电路的对称性
来抑制零漂，单管输出信号时，仍然存在
零点漂移的问题，为了克服以上缺点，差
分放大器通常采用如图所示的典型电路，
增加了调零电位器RP和负电源VEE。 （1）调零电位器RP 当输入信号
vI=0时，输出电压不为零，这时可调节RP ， 使电路达到对称，使vo=0。
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三、差分放大电路
差分放大电路由于它在解决零点漂移方面有突出的优点，因而成为集成运放的主 要单元。
1.零点漂移现象
零点漂移是指将直流放大器输入端对地短路，使之处于静态状态时，在输出仍然 会出现不规则变化的电压。
造成零漂的原因是电源电压的波动和三极管参数随温度的变化，其中温度变化是 产生零漂的最主要原因。
零点漂移的检测 第六章 集成运算放大电路
输出电压漂移曲线
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2.基本差分放大器
（1）电路结构 基本差分放大电路是由两个完全对称的单管放大器组成的，左 右两个三极管的特性及相对应的电阻参数完全一致。
单三极管电流源电路 第六章 集成运算放大电路
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2．镜像电流源
镜像电流源如图所示。V1管与V2管的参数完全相同，故IC1=IC2，因IB很小， 可忽略，所以V2管的集电极电流IC2(即电流源输出电流)近似等于基准电流IREF， 当R确定后，基准电流IREF就确定了，电流源输出电流IC2也随之稳定，可把IC2 看作是IREF的镜像，所以该电路称为镜像电流源。
V3、R1、R2、R3构成恒流源，恒流管 的直流压降小，无需提高负电源VEE电压值。