2014《电子技术基础》(第四版 中国劳动与社会保障出版社 )教案：第三章

I EQ1
I EQ 2
1 I 2
§3－2
集成运算放大器概述
4． 2． 3 1 ． ． 一、集成运放的组成及其符号 偏置电路的作用是为各级提供合适的工作电流 , 中间级的主要作用是提供足够大的电压放大倍数 , 输出级的主要作用是输出足够的电流以满足负载 输入级是提高运算放大器质量的关键部分 , 要求 集成运放内部实际上是一个高增益的直接耦合放 一般由各种恒流源电路组成。 故而也称电压放大级。 要求中间级本身具有较高的电 的需要 , 同时还需要有较低的输出电阻和较高的输入 其输入电阻高 , 为了能减小零点漂移和抑制共模干扰 大器 , 其内部组成原理框图如下示 , 它由输入级、 压增益。 电阻 以起到将放大级和负载隔离的作用。 信号 , ,输入级都采用具有恒流源的差动放大电路 , 也 中间级、 输出级和偏置电路等四部分组成。
§3－1. 1 基本差动放大电路 差动放大电路 （1）、 （2）、 1.零点漂移 输入信号为零 , 即ui1=ui2=0, 放大电路处于静态, 在直接耦合放大器中 , 由于级与级之间无隔直 由于电路完全对称 , (流)电容, 因此各级的静态工作点相互影响 , 从而要
IBQ1=IBQ2=IBQ , 合理安排, 使各级都有合适的静态 求在设计电路时
ud CMR uc
I
பைடு நூலகம்
IB

2
( I B1 I B 2 )
（2） 1) 最大输出电压Uomax。 2) 最大输出电流Iomax。 3) 输出电阻ro。
§3－3
集成运算放大器基本电路
2． 1. 实际电路中集成运放的传输特性如图所示。 集成运放工作在线性区的必要条件是引入深度负反馈。 当集成运放工作在开环状态或外接正反馈时 ,由于集成 当集成运放工作在线性区时 , 输出电压在有限值之间变 化 ,而集成运放的 运放的 A 很大,只要有微小的电压信号输入 ,集成运放就一 ud （ 1 ）开环电压放大倍数 Aud→∞; Aud→∞,则uid=uod/Aud≈0, uid=u＋－u－, 定工作在非线性区。其特点是 :由 输出电压只有两种状态 ,不 （2）输入电阻rid→∞; 是正饱和电压＋Uom,u 就是负饱和电压－ Uom。 u （3）输出电阻rod→0。 上式说明 ,同相端和反相端电压几乎相等 ,－ 所以称为 （1 ）当同相端电压大于反相端电压 ,即u＋>u 时, 此外还有:没有失调,没有失调温漂,共模抑制比 虚假短路,简称“虚短”。 uo=＋Uom 趋于无穷大等。尽管理想运放并不存在 ,但由于集成 由集成运放的输入电阻 rid→∞,得 （2 ）当反相端电压大于同相端电压 ,即u＋ <u－时, 运放的技术指标都比较接近理想值 ,在具体分析时将 其理想化。是允许的,这种分析所带来的误差一般比 上式说明 ,流入集成运放同相端和反相端的电流几 较小 ,可以忽略不计。 乎为零,所以称为虚假断路,简称“虚断”。
u A u A u
o ud id uc
ic
入, 所输入的信号称为差
模输入信号。差模输入信 号用 uid 来表示。差模输
K K
CMR

A A
ud uc
CMR
20lg
A A
ud uc
( dB)
入电路如图, 由图可得
ui1 ui 2
1 2 uid
2.具有恒流源的差动放大电路 恒流源差放电路如图所示, V3、 R1、 R2、 R3构成恒流源。
称差动输入级。
二、
2、集成运算放大器的电路符号 常见的集成运算放大器有圆形、 扁平型、 双列直 插式等, 有8管脚、 14管脚等。 同相输入端 反相输入端 输出端
2、集成运算放大器的分类 三、 3） 集成运算放大器有四种分类方法。 运算放大器 (简称运放)的特性参数是评价运放性能 定义 : 能保证运放在额定的参数范围内工作的 （1）． 优劣的依据。 温度称为它的工作温度范围。 集成运算放大器按其用途分为通用型及专用型两大类。 4）最大差模输入电压 Uidmax 1 ． （2）. 定义: 能安全地加在运放的两输入端之间最大 1）供电电压范围 (+UCC、 —UEE , 或+Us, —Us) 集成运算放大器按其供电电源分类，可分为双电 的差模电压称为最大差模输入电压。 定义: 加到运放上最小和最大允许的安全工作电 源电压, 称为运放的供电电压范围。 5） 最大共模输入电压Uicmax 2 ）功耗 （ 3 ）． PD 定义 :: 能安全地加在运放的两个输入端的短接 定义 运放在规定的温度范围工作时, 可以安全 可分为双极型、单极型、双极－单极兼容型集成 点与运放地线之间的最大电压称为最大共模输入电压 耗散的功率称为功耗。 运算放大器三类。 （4）. 可分为单运放、双运放、四运放
O CQ1 CQ2
3）．动态性能分析 2） （共模输入信号常用 3) 对共模信号的抑制作用 uic来表示。共模输入电路如 4）、衡量差动放大电路的性能指标 —— 由图示可以看出 , 当从两管集电极取电压时 , 其差模 u u oc oc1 uoc 2 图所示 , 由图可得 0 Auc 实际应用中 , 差动放大电路两输入信号中既有差 1 ） 输入信号的类型 u ic R 电压放大倍数表示为 uic u u 2 u od o1 uo 2 o1 c 模信号成分 , 又有无用的共模输入成分 Aud , 此时可利用 Rb u u 2 u r be id i1 ui 2 i1 在放大器两输入端分 uic ui1 ui 2 , 即 叠加原理来求总的输出电压 别输入大小相等、相位相 反的信号, 即ui1=-ui2时, 这种输入方式称为差模输
工作点。 IEQ1=IEQ2=IEQ
若将直接耦合放大器的输入端短路（ ui=0 ） , 理 ICQ1 =ICQ2=ICQ 论上讲 , 输出端应保持某个固定值不变。 然而, 实际 UCQ1=U CQ2=UCC－ICQRc 情况并非如此 , 输出电压往往偏离初始静态值 , 出现 U =U －U =0 了缓慢的、 无规则的漂移, 这种现象称为零点漂移。
2 （3） （1） 1) 差模电压增益A 。 1) 差模输入电阻rid。 ud 2) 共模电压增益A 。 2) 输入偏置电流IIB。 uc 3) 1 共模抑制比KCMR。
20lg A K 3) 输入失调电压UIO及其温漂 A dUIO/dT。 4) 输入失调电流IIO 及其温漂dIIO／dT。