【正文】 第三章 集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用 第一節(jié) 直接耦合放大器 第二節(jié) 差動(dòng)放大電路 第三節(jié) 集成放大器簡(jiǎn)介 第四節(jié) 集成運(yùn)放在信號(hào)運(yùn)算電路中的應(yīng)用 第五節(jié) 放大電路中的負(fù)反饋 第六節(jié) 集成運(yùn)放在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 第七節(jié) 集成運(yùn)放在信號(hào)產(chǎn)生方面的應(yīng)用 習(xí) 題 目錄 第一節(jié) 直接耦合放大器 返 回 直接耦合放大器 級(jí)與級(jí)之間不經(jīng)電抗元件而直接連接的方式，稱為直接耦合。 UCC 返回 RB1 R RC1 RC2 ＋ UCC iUoURB2 VT1 VT2 零點(diǎn)漂移 — 當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出端電壓偏離原來的起始電壓緩慢地?zé)o規(guī)則的上下漂動(dòng)，這種現(xiàn)象叫零點(diǎn)漂移。 產(chǎn)生原因 — 溫度變化、電源電壓的波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化等等。 第一級(jí)產(chǎn)生的零漂對(duì)放大電路影響最大。 各級(jí)工作點(diǎn)相互影響 適于放大直流或變化緩慢的信號(hào) 電壓放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)之積 零點(diǎn)漂移 返回 第二節(jié) 差動(dòng)放大電路 基本差動(dòng)放大電路 典型差動(dòng)放大電路 具有恒流源的差動(dòng)放大電路 差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式 返 回 一、基本差動(dòng)放大電路 電路由兩個(gè)特性完全相同的基本放大電路組成。 1. 抑制零點(diǎn)漂移的原理 靜態(tài)時(shí)， ui1=ui2=0，由于電路對(duì)稱 C 1 C 2II? C E 1 C E 2UU? o C E1 C E 2 0u U U? ? ?RC RC RB1 RB1 ui1 ui2 RB2 RB2 ui ＋ UCC uo VT1 VT2 返回 溫度上升，引起兩邊電流變化 C 1 C 2II??? C E 1 C E 2UU???o C E 1 C E 2 0u U U??? ? ?由于電路對(duì)稱，零漂被抑制。 2. 動(dòng)態(tài)工作原理 差模信號(hào) — 極性相反 ， 幅值相同的信號(hào) 。 u i1=－ u i2 共模信號(hào) — 極性相同 ， 幅值相同的信號(hào) 。 u i1= u i2 返回 差模輸入 （ 信號(hào) ） ii 1 i 2 2uuu? ? ? C 1 C 2II????C E 1 C E 2UU???? Δo C E 1 C E 2 C E 12u U U U??? ? ? 共模輸入 （ 干擾信號(hào) ） i i 1 i 2 0u u u? ? ? C 1 C 2II???C E 1 C E 2UU?? ? o C E 1 C E 2 0u U U??? ? ?C E 1 C E 1d i i 1C E 1 i12 / 2 / 2 /A u uUUuU??????C 0A ? 差動(dòng)放大電路對(duì)差模信號(hào)有放大作用 ，對(duì)共模信號(hào)有抑制作用 。 返回 共模 、 差模同時(shí)輸入 12idid id 2uuu? ? ? 12i c i cicu uu??idi 1 i c 2uuu?? idi 2 i c 2uuu??i d i 1 i 2u u u?? ic i 2i11 )(2 uuu??o d i d c i cA u A uu ?? 若電路完全對(duì)稱 ， AC＝ 0， 只有差模信號(hào)輸出 ， 若電路不完全對(duì)稱 ， AC≠0， 既有差模信號(hào)又有共模信號(hào)輸出 。 返回 二、典型差動(dòng)放大電路 加入射極公共電阻 RE（共模反饋電阻）可以克服電路不完全對(duì)稱引起的零漂 。 負(fù)電源 EE的作用是補(bǔ)償 RE上的電壓降，從而保證兩管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 RC RC RB1 RB1 RP RE EE －＋ ＋ UCC ui1 ui2 ui uo VT1 VT2 返回 T↑ IC1↑ IC2↑ IE↑ UE↑ UBE1↓ UBE2↓ IB1↓ IB2↓ IC1↓ IC2↓ RE 能夠抑制零漂、共模信號(hào)，對(duì)差模信號(hào)無影響。且 RE越大，抑制作用越強(qiáng)。但 EE也需增大。 RP 為調(diào)零電阻，用來調(diào)節(jié)平衡。一般取值不大。 返回 LdB 1 b e()R39。ARr????RL′=RC//(RL/2) 接入負(fù)載電阻 RL 電路分析 靜態(tài)時(shí) 流過 RE電流 =IE1+ IE2=2IE 動(dòng)態(tài)時(shí) CdB 1 b e()RARr????由于 RE對(duì)差模信號(hào)無影響。忽略 RP的影響 KCMR是衡量放大信號(hào)的能力的技術(shù)指標(biāo) 。 Ad:差模放大倍數(shù)； AC:共模放大倍數(shù) KCMR 越大，抑制共模信號(hào)越強(qiáng)。 dC M RCAKA??? 共模抑制比（ KCMR） 差模輸入電阻 rid≈2(RB1+rbe) 忽略 RP 輸出電阻 ro＝ 2RC 返回 三、具有恒流源的差動(dòng)放大電路 RC RC RB1 RB1 RP ＋ UCC uo VT1 VT2 － UEE R R R1 R2 RE3 V3 ui R R2提供 穩(wěn)定的 iB ，晶體管工作在放大區(qū)時(shí)， iC近似恒定 。 rCE≈∞。 ui1 ui2 VT RER R2組成具有恒流源特性的電路。 電路采 用恒流源代 替 RE，其等 效電阻大， 抑制共模信 號(hào)、零漂能 力強(qiáng)，又不 需要過大的 負(fù)電源 UEE。 返回 ○ － UEE ui ○ ○ uo 四、差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式 雙端輸入、雙端輸出的差動(dòng)電路 單端輸入、雙端輸出的差動(dòng)電路 輸入差模信號(hào)近似均勻的分布在兩個(gè)管子上主要技術(shù)指標(biāo)與雙入雙出一致。 RB1 單端輸出只取自一個(gè)管子的集電極變量。依對(duì)稱性： d d 12AA? 雙 端 輸 出ro＝ RC ○ uo 單端輸入、單端輸出的差動(dòng)電路 RB1 ＋ UCC ○ RC RC 雙端輸入、單端輸出的差動(dòng)電路 返回 第三節(jié) 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介 集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn) 集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹 集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo) 集成運(yùn)算放大器的理想化模型 集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性及其分析特點(diǎn) 返 回 一、集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn) 集成電路：將整個(gè)電路中的元器件制作在一塊硅基片上 ， 構(gòu)成完整的能完成特定功能的電子電路 。 運(yùn)算放大器：具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合放大器。 返回 二、集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹 1. 集成運(yùn)放的組成 差動(dòng)輸 入級(jí) 中間級(jí) 輸出級(jí) 偏置電路 輸入 輸出 抑制零漂，共模抑制比高 低輸出電阻，多采用射隨器 放大作用的主要單元 提供各級(jí)靜態(tài)電流 返回 2. 集成運(yùn)放的管腳圖及符號(hào) F007管腳圖 ? ? ? ? ? ? ? ? F 741 （ F 0 07） 1 2 3 4 8 7 6 5 符號(hào) A — 反相輸入端 B — 同相輸入端 F — 輸出端 ? Au － ＋ u+ u－ uo A B F ＋ 信號(hào)從反相輸入端輸入時(shí) ，輸出與輸入相位相反 。 信號(hào)從同相輸入端輸入時(shí)，輸出與輸入相位相同。 返回 三、集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo) 1. 輸入失調(diào)電壓 Uio 當(dāng)無輸入信號(hào)時(shí) ， 為使輸出的電壓值為零 ，在輸入端加入的補(bǔ)償電壓 。 其值越小越好 （ ～ 5mV） 2. 輸入失調(diào)電流 Iio 輸入電壓為零時(shí) ， 流入放大器兩個(gè)輸入端的靜態(tài)基極電流之差 。 Iio＝ IB1－ IB2 其值越小越好 （ 1~10nA） 3. 開環(huán)差模放大倍數(shù) Auo