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。 三.差动放大电路的基本工作原理 1. 静态工作点的计算: 四.差动放大器的输入输出方式 差动放大器共有四种输入输出方式: 1. 双端输入、双端输出(双入双出) 2. 双端输入、单端输出(双入单出) 3. 单端输入、双端输出(单入双出) 4. 单端输入、单端输出(单入单出) 主要讨论的问题有: 差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻 3. 单端输入双端输出 单端输入等效双端输入: 因为Re>>从T2发射极看进去的等效电阻,故 Re 可视为开路,于是有 4. 单端输入单端输出 注意放大倍数的正负号: 设从T1的基极输入信号,如果从uo1 输出为负号;从uo2 输出为正号。 (1)差模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关,只与输出方式有关: 五. 带恒流源的差动放大电路 根据共模抑制比公式: 输入输出波形图 ui uo uo uo ′ 交越失真 死区电压 2. 克服交越失真的互补对电路 静态时,T1、T2两管发射结电压分别为二极管D1、 D2的正向导通压降,致使两管均处于微弱导通状态,以消除交越失真。 电路中增加 D1、D2 工作原理 : 5.3 集成运放简介 一. 集成运放的总体结构 二. 简单的集成运放 原理电路: + - u-- u+ uo 集成运算放大器符号 国际符号: 国内符号: 集成运放的特点: 电压增益高 输入电阻大 输出电阻小 反相输入端 同相输入端 输出端 三. 通用型集成运放F007 A B A B 分析: 1. 偏置电路: T12、R5和T11构成了主偏置电路,产生基准电流: 其他偏置电流都与基准电流有关。 T10、T11和R4组成微电流源,通过T8和T9组成的镜象电流源为差动输入级提供偏置电流。 T12和T13管构成多支路电流源。T13管是多集电极三极管,其集电极电流和的大小比例为3:1。B路作为中间级的有源负载。A路为输出级提供偏置。 2. 输入级: T1 、T2和 T3 、T4管组成共集一共基复合差动输入电路。 其中T1和T2管作为射极输出器,输入电阻高。 T3 和T4管是横向PNP管,发射结反向击穿电压高,可使输入差模信号达到30V以上。 T5 、T6 、T7 和R1 、R2 、R3组成具有基极补偿作用的镜象电流源,作为差动输入级的有源负载,可以提高输入级的增益。 它们同时还有单端输出转换为双端增益的功能。 3. 中间级: T16和T17是复合管组成的共射放大电路,T13B作这一级的集电级有源负载。 T14和T20管组成互补对称输出级,T18、T19和 R8为其提供静态偏置以克服交越失真。 T15和 R9保护T14管,使其在正向电流过大时不致烧坏。 T21、T23、T22管和 R10保护 T20管在负向电流过大时不致烧坏。 4. 输出级: 5. 相位分析: 用“瞬时极性法”判定,3号腿为同相端;2号腿为反相端。 1.输入失调电UIO 输入电压为零时,将输出电压除以电压增益,即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。 5.4 集成运算放大器的主要参数 2.输入失调电压温漂 dUIO /dT 在规定工作温度范围内,输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。 4.输入失调电流 IIO : 在零输入时,差分输入级的差分对管基极电流之差,用于表征差分级输入电流不对称的程度。 3.输入偏置电流IIB : 输入电压为零时,运放两个输入端偏置电流的平均值,用于衡量差分放大对管输入电流的大小。 5.输入失调电流温漂dIIO /DT: 在规定工作温度范围内,输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。 6.最大差模输入电压Uidmax 运放两输入端能承受的最大差模输入电压,超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。 7.最大共模输入电压Vicmax 在保证运放正常工作条件下,共模输入电压的允许范围。共模电压超过此值时,输入差分对管出现饱和,放大器失去共模抑制能力。 8.开环差模电压放大倍数 Aod : 无反馈时的差模电压增益。 一般Aod在100~120dB左右,高增益运放可达140dB以上。 9.差模输入电阻rid : 双极型管输入级约为105~106欧姆,场效应管输入级可达109欧姆以上。 10.共模抑制比 KCMR : KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB) 其典型值在80dB以上,性能好的高达180dB。 11.-3dB带宽 f H : 运放的差模电压放大倍数在高频段下降3dB所定义的带宽 f H 。 12.转换速率S R (压摆率): 反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。转换速率SR的表达式为 * 第五章 集成运算放大器 5.1 差动放大电路 5.2 集成运算放大器中的单元电路 5.3 集成运放简介 5.4 集成运算放大器中的主要参数 5.5 特殊集成运算放大器 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 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。 什么是集成运算放大器? 直耦放大电路的特殊问题——零点漂移 零漂现象: 产生零漂的原因: 零漂的衡量方法: 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。 将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。 例如 若输出有1 V的漂移电压 。 则等效输入有100 uV的漂移电压 假设 第一级是关键 3. 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 等效 100 uV 漂移 1 V 5.1 差动放大电路 一.结构: 对称性结构 即:?1=?2=? UBE1=UBE2= UBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb 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: 共模信号: 差模电压增益: 共模电压增益: 总输出电压
《模拟电路》第5章:集成运算放大器.ppt
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