《模拟电路》精品课程课件 第5章集成运算放大器的基础 §51差分电路 §52集成运算放大器 §53例题
《模拟电路》精品课程课件 §5.1差分电路 §5.2集成运算放大器 §5.3例题 第5章 集成运算放大器的基础
第5章集成运算放大器的基础 §5.1差分电路 ●学习目标:1熟悉差分电路的结构和抑制 零点漂移的原理 2.掌握差分电路动态分析方法 ●学习重点:差分电路抑制零漂的原理和差 模放大倍数的计算
第5章 集成运算放大器的基础 §5.1 差分电路 学习目标：1.熟悉差分电路的结构和抑制 零点漂移的原理 2.掌握差分电路动态分析方法 学习重点：差分电路抑制零漂的原理和差 模放大倍数的计算
§5.1差分电路 集成电路概述 集成电路是20世纪60年代发展起来的一种新型 电子器件,采用半导体制造工艺将管子和电阻以及 线路都封装在一块半导体的基片上 1.集成电路的工艺特点: (1)元器件具有良好的一致性和同向偏差,因而特别有利于实 现需要对称结构的电路。 (2)集成电路的芯片面积小,集成度高,所以功耗很小,在毫 瓦以下。 (3)不易制造大电阻。需要大电阻时,往往使用有源负载。 (4)只能制作几十pF以下的小电容。因此,集成放大器都采用 直接耦合方式。如需大电容,只有外接。 (5)不能制造电感,如需电感,也只能外接。 集成运放一是一个高增益的多级直接耦合放大器<p
§ 5.1 差分电路 一、集成电路概述 集成电路是20世纪60年代发展起来的一种新型 电子器件，采用半导体制造工艺将管子和电阻以及 线路都封装在一块半导体的基片上。 1.集成电路的工艺特点： （1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实 现需要对称结构的电路。 （2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫 瓦以下。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用 直接耦合方式。如需大电容，只有外接。 （5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。 集成运放———是一个高增益的多级直接耦合放大器
§5.1差分电路 2.直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移 零漂现象:输入u=0时,,输出有缓慢变化的电压产生。 产生零漂的原因: + rcc 由温度变化引起的。当温 R 2 度变化使第一级放大器的静 态工作点发生微小变化时, 这种变化量会被后面的电路 逐级放大,最终在输出端产+ 生较大的电压漂移。因而零 点漂移也叫温漂。 减小零漂的措施: 用非线性元件进行温度补偿 采用差动放大电路 4
§ 5.1 差分电路 2.直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移 零漂现象： 产生零漂的原因： 由温度变化引起的。当温 度变化使第一级放大器的静 态工作点发生微小变化时， 这种变化量会被后面的电路 逐级放大，最终在输出端产 生较大的电压漂移。因而零 点漂移也叫温漂。 输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。 + + + — - Re1 b1 R c1 R T1 o u ui T V 2 C C Re2 VEE 减小零漂的措施： 用非线性元件进行温度补偿 采用差动放大电路
§5.1差分电路 差分放大器 (一)差分放大器的结构 基本对称结构 该电路采用两个相同参数的BJT,其外围电路完全相同,即电 路两边完全对称。 CC R R i2 +0 T, Rb 2 R EE
§ 5.1 差分电路 （一）.差分放大器的结构 基本对称结构 该电路采用两个相同参数的BJT，其外围电路完全相同，即电 路两边完全对称。 o o1 o2 1 2 u u u ui ui ui = − = − 二、 差分放大器 - + + - _ - o 2 R u + T R + Rb T CC 1 R + E E u e 2 b o V Rc － c V + i 2 u － u i 1 u o 1
C月=己己已后上的电路己写已与已与已与已后已 (二).几个基本概念 1.差动放大电路一般有两个输入端: 双端输入—从两输入端同时加信号。 单端输入——仅从一个输入端对地加信号 2.差动放大电路可以有两个输出端。 双端输出——从C1和C2输出 单端输出—从C1或C2对地输出。 3.差模信号与共模信号 差模信号:
§5.1 差分电路 1. 差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入——从两输入端同时加信号。 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 2. 差动放大电路可以有两个输出端。 双端输出——从C1 和C2输出。 单端输出——从C1或C2 对地输出。 （二）.几个基本概念 3. 差模信号与共模信号 差模信号： uid = ui1 − ui2
§5.1差分电路 共模信号: ll=(u1+l2) 2 差模电压增益: od l d 共模电压增益 oc 总输出电压: u =u+u od oc ud id +Au lcc 4.共模抑制比 ud CMR
§5.1 差分电路 ( ) 2 1 共模信号： uic = ui1 + ui2 id od ud = u u 差模电压增益： A ic oc uc = u u 共模电压增益： A 总输出电压： uo = uod + uoc = Audui d + Aucui c uc ud CMR = A A K 4. 共模抑制比
§5.1差分电路 (三)差动放大电路的基本工作原理 1.静态工作点的计算: CC i1 0 R 忽略,有:Ub1=Ub2=0V R t u Rb T 0.71-(-VE EE R R Re CEl CE2=VcC -=(0.7) BI BI U=U,-U,=0 B
§5.1差分电路 （三）.差动放大电路的基本工作原理 e EE Re 0.7 ( ) = R V V I − − − ui1 = ui2 = 0 忽略Ib，有：Ub1=Ub2=0V C1 C2 C Re 2 1 I = I = I = I UCE1 = UCE2 ( 0.7) =VCC − I C RC − − C B 1 B 1 I I = I = UO = UC1 −UC2 = 0 + _ + _ + + － － VCC u u c i 1 i 2 T1 T2 Rc R Rb o Rb u R E E e V 1. 静态工作点的计算：
§5.1差分电路 2抑制零漂的原理 CC 当u1=l12=0时 >4 + u R T CI C2=0 R。 当温度变化时: 设T↑→l1个,2个→la,l2 →l=u1-la2=0
§5.1差分电路 Uo= UC1 - UC2 = 0 当ui1 = ui2 = 0 时， 当温度变化时： UC1 = UC2 2.抑制零漂的原理: 设T → i c1 ,i c2 →uc1 , uc2 → uo= uc1 - uc2 = 0 + _ + _ + + － － VCC u u c i 1 i 2 T1 T2 Rc R Rb o Rb u R E E e V
==2点1着分电路,=己 3电路的动态分析 (1)加入差模信号 Re+ R 儿:o=L 2, Rb T uo2 Rb i2 E id 2 C R对差模信号相当于短路 若un1个,m12→in1个,n24 →i1↑,2→>不变→U不变
§5.1差分电路 3.电路的动态分析 (1)加入差模信号 Re对差模信号相当于短路。 uic=0。 - - + - 2 + R E i d b 2 T u T i 1 i d b － － 1 R R u c c + i 2 2 u R u- u E u + + o 1 o u o 2 ui1 =-ui2 =uid/2， 若ui1 ,ui2 → ib1 ,ib2 →i e1 ,i e2 → IRe不变→ UE不变