第三章差动放大器PPT课件

对于一个多级直接耦合的放大电路，级数越多，放大倍数越 大，零点漂越严重，会造成后级放大电路无法正常工作。
抑制零点漂移是直接耦合放大器的突出问题
解决的办法： 采用差动放大电路
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二、基本差动放大电路
1、电路组成
+VCC
++
ui1 R
ui
-
+
ui2 R
--
+ uo -
RE -VEE
基本差动放大电路
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特点：
第三章 集成运算放大器及其应用
§3-1 差动放大电路 §3-2 集成运算放大器概述 §3-3 集成运算放大器的基本电路 §3-4 集成运算放大器的应用电路 §3-5 集成运放的使用常识
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§3-1 差动放大电路
直接耦合放大路：可放大直流信号和缓慢变化信号
一、零点漂移
零点漂移现象：
输入电压为零、输出电压不为零 的现象，称为零点漂移现象， 零点漂移简称零漂。
共模抑制比。
输入级 中间级 输出级
为各级提供所 需的稳定的静 态工作电流。
偏置电路为负载提供一定幅度的信号电压
和信号电流。一般采用输出电阻
组成框图 很低的射极输出器或由射极输出
器组成的互补对称功放电路。
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电路符号
反相输入端
同相输入端
输出端
实际上集成运放的引出端不止三 个，但分析集成运放时，习惯上 只画出图示中的三个端，其他接 线端各有各的功能，但因对分析
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• 开环差模电压放大倍数 Auo
开环差模电压放大倍数简称“开环增益”，开环状 态下，输出电压Uo与输入差模电压（Ui1-Ui2）之比，即 Auo=Uo/（Ui1-Ui2）。Auo越大，器件的性能越稳定，其 运算精度也就越高。
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• 输入失调电压Uio
输入电压为零时，为使输出电压为零，在输入端附 加一个的补偿电压，该电压叫做输入失调电压（Uio）。 高质量产品Uio一般在1mv以下。
共模抑制比
CMRR Ad
.
Ac
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三、 具有电流源的差动放大电路
增大共模放大倍数的思路： 增大RE 用恒流源代替RE
（1） 三极管电流源
RB1 RB2
+VCC RL
IC
RE
特点：
直流电阻为有限值
I0
动态电阻很大
+VCC
简化画法
（2）具有恒流源 的差动放大电路
RC
RC
uod
R1
电流源代替 差动电路中
a. 两个输入端,两个输出端 b. 元件参数对称 c. ui1 = ui2 时, uo = 0 能有效地克服零点漂移
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2、工作原理
（1）静态
IC1 IB1
+ uo -
+
+
UC1
UC2
IC2 IB2
ui=0
IE1
IE2
2IE
直流通路
ui1=ui2=0
IB1=IB2
uo = UC1 – UC2 = 0
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• 最大差模输入电压Uidm
正常工作时，在两个输入端之间允许加载的最大差模 电压值，使用时差模输入电压不能超过此值。
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• 最大共模输入电压Uicm
两输入端之间所能承受的最大共模电压。如果共模输 入电压超过此值，集成运放的共模抑制性能明显下降，甚 至造成器件的损坏。
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• 差模输入电阻 rid
ui1
ui2
ie1
ie2
RE
-VEE
共模信号交流通路
3）共模抑制比
共模输入 ui1 = ui2
大小相同 极性相同
共模输入电压 使得: ie1 = ie2 共模输出电压
uic = ui1 = ui2
ue = 2ie1RE
uoc = uc1 – uc2=0
共模放大倍数
Ac
uoc uic
0
衡量差动放大器的质量，即差模放大能力和共模抑制能力
使得： ib1 = – ib2
ic1 = – ic2
ie1 = – ie2 ie = 0
差模输出电压 uod
差模电压放大倍数
=
uc1 – Ad
uc2 = u od
u id
uo1 – （ . =Ad1
–
uo2）=2uo1
uo1 = – uo2
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2） 共模输入
+VCC
RC uod
RC
V1
uC1
uC2 V2
没有影响，故略去不画。
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二、集成运放的封装和分类
1、封装
集成运放封装有塑料双列直插式、陶瓷扁平、金属圆壳 封装等多种。
2、分类
通用型 ：
专用型 ：低功耗型、高精度型、高速型、宽带型、高 阻型、高压型、低漂移型、低噪声型、大功 率型等。
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三、集成运放的主要参数
• 开环差模电压放大倍数 Auo • 输入失调电压Uio • 输入失调电流Iio • 输入偏置电流IiB • 最大差模输入电压Uidm • 最大共模输入电压Uicm • 差模输入电阻 rid • 开环输出电阻ro • 共模抑制比CMRR
IC1=IC2
.
IE1=IE2 UC1=UC2
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（2）动态分析
1） 差模输入
+
ui
-
差模输入 ui1 = – ui2
ib1 ic1
+ +
uo-d +
ic2 ib2
+
uo1 uo2
ui1
-
+
ie1
ie2
u- i2
ie=0
差模输入放大电路
大小相同 极性相反
差模输入电压
uid = ui1 – ui2 = 2ui1
两输入端加入差模信号时的交流输入电阻。此值 越大，集成运放向信号源索取的电流越小，运算精度 越高。
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• 开环输出电阻ro
开环时的动态输出电阻。ro越小带载能力越强。
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• 共模抑制比CMRR
综合衡量运放的放大能力和抑制共模的能力。 CMRR越大越好。
的RE
ui1 V1
IC3
V3
R3
V2 ui2
R2 VEE.
RC
ui1 V1
+VCC RC
uod
V2 ui2
I0
VEE
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§3-2 集成运算放大器概述
通常是具有较高输入电阻和较高
使集成运放具有较强的放大
一、集成运算放大电路组成 放大倍数的差动放大器，利用它
可以使集成运放获得尽可能高的
能力。通常由多级共射极放 大器构成。
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• 输入失调电流Iio
在输入信号为零时，两输入端静态基极电流之差， 即Iio=IiB1-IiB2。一般在0.01～0.1mA范围内，此值越小 越好。
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• 输入偏置电流IiB
当输入信号为零时，两输入端所需的静态基极电 流的平均值，即IiB=（IiB1+IiB2）/2。一般情况在1mA以 下。IiB越小零漂越小。
产生的原因：
在阻容耦合和变压器耦 合放大电路中，也存在 零点漂移，但这种缓慢 的漂移信号不会传递到 下一级被进一步放大。
如温度的变化，电源电压波动以及电路元件参数的变化等。
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缺点:
由于零点漂移的存在，使得输出端既有被放大的真信号，又 有零点漂移产生的漂移信号，当漂移信号可以与输出端的有用 信号相比时，有用信号将被淹没，失去分辩能力。