【正文】 運算放大器： 簡稱集成運放，是應(yīng)用最廣泛的集成放大器，因首先用于信號的運算，故而得名。 ?根據(jù)集成度分類：小、中、大、超大規(guī)模集成電路。 優(yōu)點 :體積小、重量輕、功耗低、工作穩(wěn)定、價格便宜、使用方便。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 小結(jié) 1. 功率放大電路的特點及其類型 2. 互補功率對稱放大電路： OCL功率放大電路 OTL功率放大電路 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 集成電路 :將整個電路的各個元件以及相互之間的連接同時做在一個半導(dǎo)體芯片上，組成一個不可分割的整體。 RLV1V2+ UCC+ui－+uo－R1R2R3D1D2C+E 動態(tài)時： ui0， V1 導(dǎo)通、 V2 截止，V1以射極輸出器的形式輸出正半周信號給負載，同時對電容充電。 （ 3）輸出端有大電容。 RLV1V2+ UCC－ UCC+ui－+uo－R1R2R3D1D2華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 OTL功率放大電路 —— （ Output Transformerless， 無輸出變壓器 ） RL uI V1 V2 +UCC C E uo + + + 1. 電路組成 （ 1） V1 ( NPN型） 和 V2 ( PNP型） 特性對稱。 當(dāng)輸入信號為正弦交流電時 當(dāng) ui ＞ 0 (? 至 ?)， V1 微導(dǎo)通 ? 充分 導(dǎo)通 ? 微導(dǎo)通； V2 微導(dǎo)通 ? 截止 ? 微導(dǎo)通。 解決辦法： 給 V V2發(fā)射結(jié)加的正向偏壓，使之工作在甲乙類狀態(tài)。 ui = 0， V V2基極 直流壓降 UB1B2＝ UD1＋ UD2＋ UR2 UB1B2使 V1， V2管均處于微導(dǎo)通狀態(tài)。o 180。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 交越失真： 輸入信號 ui在過零附近，因三極管存在死區(qū)電壓而形成輸出信號的非線性失真。 動態(tài)時： 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 在輸入信號 ui的整個周期內(nèi)， V1和 V2交替工作，互相補充，使輸出獲得完整的信號波形，稱為互補對稱電路。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ui 0 ， V1 導(dǎo)通、 V2 截止，正電源供電， V1以射極輸出器的形式輸出，電壓、電流為正半周。 （ 3）輸出端不加隔直電容。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 互補對稱 功率放大電路 OCL功率放大電路 ——( Output Capacitorless，無輸出電容） 1. 電路組成 （ 1） V1 ( NPN型）和 V2 ( PNP型）特性對稱。 乙類工作狀態(tài) ： 失真大，靜態(tài)電流為零 ，管耗小，效率高。 甲乙類工作狀態(tài)： 晶體 管 在輸入正弦信號的半個周期以上是導(dǎo)通的，稱之工作在甲乙類狀態(tài)。 ? = Po / PE 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 (a ) 甲類 ( b ) 乙類 ( c ) 甲乙類0uCEiCuCEiC00 u CEiC甲類工作狀態(tài)： 晶體管在輸入正弦信號的整個周期內(nèi)均導(dǎo)通，稱之工作在甲類狀態(tài)。 （ 2）非線性失真要比小信號的電壓放大電路嚴重得多。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 功率放大電路的作用：作為多級放大電路的最后一級，輸出一定的功率，帶動負載工作。 熟悉： 交越失真的概念。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ? ? ? ? CC V EE U ? c2 R c1 R 1 V 2 V E R i1 u i2 u o u ? ? o1 u o2 u ? ? ? 雙端輸入 雙端輸出 電路分析 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 EEEEBE UIRU ?? 2??? CCCCCE RIUUBE II )1( ???EBEEEB = RUUI)1(2 ???BC = II ?CCCCCE RIUU ?? 畫出靜態(tài)時單邊直流通路，可列出 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ? ? ? ? ? ? CC U EE U ? c2 R c1 R 1 V 2 V e R i1 u i2 u o u ? RL i2i1id uuu ??i2i1 uu ?? id /2u?+ idu+ 2idu輸入差模信號時，兩集電極電位一個升高 (UC2增加 )，一個下降 (UC1減小 )，就象蹺蹺板一樣。 ?由于恒流源或射極電阻 RE對零點漂移有極強烈的抑制作用，零漂仍然比單管放大電路小得多。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ?單端輸出式差動電路，輸出減小了一半，所以差模放大倍數(shù)亦減小為雙端輸出時的二分之一。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 (c ) 單端輸入雙端輸出RC R C+ UCCV1V2+uo－－ UEE(d) 單端輸入單端輸出IRC R C+ UCCV1V2+ uo －－ UEEI+ui 1－+ui 1－?單端輸入式差動放大電路的輸入信號只加到放大器的一個輸入端，另一個輸入端接地。所以 uil輸入端稱為 反相輸入端 ，而 ui2輸入端稱為 同相輸入端 。 UB3?UE3 ?IE3 ?IC3 R R uo ui1 RC V1 RB RC V2 RB ib2 ib1 ic2 ic1 ui2 E +UCC IC3 R2 V3 R1 RE UEE I2 IE3 IB3 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 RCRC+ UCCV1V2+ uo －(a ) 具有恒流源的差動放大電路ui 2ui 1V3R1R2 RE－ UEERCRC+ UCCV1V2+ uo －ui 2ui 1－ UEE(b ) 圖 (a ) 的簡化電路I恒流源比 發(fā)射極電阻 RE對共模信號 具有更強的抑制作用。 ，集電極電流僅決定于基極電流與管壓降無關(guān)。 解決辦法 :采用恒流源代替 RE 。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 RE越大，所需的負電壓源越大，不能實現(xiàn)。 ?當(dāng) Ucc一定時， RE太大使集電極電流很小，為了獲得合適的靜態(tài)工作點，需要接入、增大 UEE。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ?對差模信號無負反饋作用、對共模信號有電流反饋作用。 共模抑制比定義為 Ad與 Ac之比的絕對值，即： cdC M R AAK ?或用對數(shù)形式表示： 3． 共模抑制比 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 調(diào)零電位器 RP的作用 ?調(diào)節(jié) RP來改變管子的初始工作狀態(tài)。 在一般情況下，電路不可能絕對對稱， Ac≠0。 iddicciddiccuAuAuuAuAu????o2o1)(2 21o2o1o iididd uuAuAuuu ?????上式表明 ， 輸出電壓的大小僅與輸入電壓的差值有關(guān) ， 而與信號本身的大小無關(guān) ， 這就是差動放大電路的差值特性。由以上兩式可解得： 例如： Ui1=10mV， Ui2=4mV → Uic=3mV ， Uid=7mV 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 對于線性差動放大電路，可用疊加定理求得輸出電壓： 對于差動放大電路來說 ， 差模信號是有用信號 ， 要求對差模信號有較大的放大倍數(shù)；而 共模信號是干擾信號 ， 因此對共模信號的放大倍數(shù)越小越好 。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 （ 3）比較輸入 比較輸入：兩個輸入信號電壓的大小和相對極性是任意的 ， 既非共模 ， 又非差模 。 iduuA odd ?uid—— 差模輸入電壓 uod — 差模輸入電壓對應(yīng)的輸出電壓 可見差模電壓放大倍數(shù)等于單管放大電路的電壓放大倍數(shù) 。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ? ? ? ? ? ? CC U EE U ? c2 R c1 R 1 V 2 V e R i1 u i2 u o u b1 R b2 R ? RL + idu+ 2idu? ? i2 u + 2iduui1 V1 +UCC V2 UEE RC1 RC2 REE uo ui2 uo1 uo2 差模信號：兩輸入端加的信號大小相等、極性相反。 （ 1）共模輸入 ui1 V1 +UCC V2 UEE RC1 RC2 REE uo ui2 uo1 uo2 說明： 電路對共模信號無放大作用，即完全抑制了共模信號。 icii uuu ?? 210?????o2o1oo2o1uuuuAuu icu共模電壓放大倍數(shù)： 0??icuuA oc（ 1）共模輸入 ui1 V1 +UCC V2 UEE RC1 RC2 REE uo ui2 uo1 uo2 共模電壓放大倍數(shù)：為描述放大電路對共模信號的抑制能力，定義為 icocuuA ?cuic—— 共模輸入電壓 uoc — 共模輸入電壓對應(yīng)的輸出電壓 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 實際上，差動放大電路對零點漂移的抑制就是該電路抑制共模信號的一個特例。 即： ΔIC1=Δ IC2 ， ΔUC1= ΔUC2 輸出電壓： uo＝ (UC1 + ΔUC1)－ ( UC2 +ΔUC2 )=0 即消除了零點漂移 。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 o2o1o21uuuuuu iii????RC R CRE－ UEE+ UCCV1 V 2+ui 1－+ uo －+ui 2－+uo1－+uo2－1． 抑制零點漂移的原理 靜態(tài)時 ， uil=ui2=0， 由于電路的對稱性 ， 有： IC1= IC2 ， UC1= UC2 輸出電壓： uo＝ UC1 － UC2=0 溫度變化時 ， 兩管的集電極電流都會增大 ， 集電極電位都會下降 。 ?輸入信號電壓 ui ui2 加在兩個輸入端上。最有效且廣泛采用的方法是輸入級采用差動放大電路。 ? 一般來說，直接耦合放大電路的零點漂移主要取決 于 第一級 ，而且級數(shù)越多，放大倍數(shù)越大，零點漂移越 嚴重。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院 ? 在 阻容耦合的放大電路 中，這種緩慢變化的漂移電 壓被耦合電容阻隔，不會傳送到下一級電路