集成運(yùn)放及其理想特性

1、11心第一節(jié)集成運(yùn)放及其理想特性第二節(jié)反饋放大器課型新課授課班級授課時(shí)數(shù)2gn學(xué)目標(biāo)1 . 了解集成運(yùn)放的電路組成和圖形符號。2 .掌握集成運(yùn)放的性能指標(biāo)和理想特性。3 .掌握反饋的基本概念及反饋性質(zhì)的判別，了解反 饋的類型。4 . 了解負(fù)反饋對放大器性能的影響。0節(jié)重點(diǎn)1 .集成運(yùn)放的性能指標(biāo)和理想特性。2 .反饋的概念及反饋性質(zhì)的判別方法。【學(xué)難點(diǎn)反饋類型的判別。學(xué):情分析Kf vF3f學(xué)效用27”數(shù)后記中齒翦I砌版知緩慢變化信號 不及的。A.引入集成運(yùn)算放大器是一種高輸入阻抗、低輸出阻抗、高電壓增益的直接耦合放大器。它不僅能放大交流信號， 而且還能放大頻率接近于零的或極性固定不變的直流變

2、化量，這是阻容耦合和變壓器耦合放大器力所（引入集 成運(yùn)放的 概念）B.新授課第一節(jié)集成運(yùn)放及其理想特性、集成運(yùn)放的電路組成餐輸入級 中間稅 輸出級-K詬（引導(dǎo)學(xué) 生參考教 材資料）植）電路簡圖3）蠟構(gòu)方框圖1 .輸入級輸入級是接受微弱電信號、抑制零漂的關(guān)鍵一級，決定整個(gè)電路性能指標(biāo)的優(yōu)劣。輸入級均采用帶恒流源的差分放大器。能有效抑制零漂、具有較高的輸入阻抗及可觀的電壓增益。2 .中間級主要任務(wù)是提供足夠的電壓增益，又稱放大級。采用恒流源負(fù)載共發(fā)射極放大電路。往往還附有射極跟隨器，用以隔離中間級與輸出級的相互影響，兼作電位移動。3 .輸出級采用射極（源極）輸出器或互補(bǔ)對稱電壓跟隨器組成。要求：輸

3、入阻抗高，輸出阻抗低，電壓跟隨性好。以減小或隔離與中間級的相互影 響，提高帶負(fù)載能力。4 .偏置電路偏置電路由各種恒流源、微電流源組成。任務(wù)是為集成運(yùn)放各級提供合適的偏置電流。二、集成運(yùn)放的外形和圖形符號1 .外形集成運(yùn)放的外形封裝有圓殼式、扁平式和雙列直插式三種。（a）金:屬冏殼式向扁平式©雙列克插式（展示實(shí) 物）雙列直插式引腳排列規(guī)則:將半圓凹口標(biāo)記置于左方,自下而上逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可讀出各引腳的遞增序2 .圖形符一新標(biāo)推符號（的1口標(biāo)準(zhǔn)符號“內(nèi)表示開環(huán)增益極高。3 .集成運(yùn)放F324特點(diǎn)：具有較寬的工作電壓范圍，并且既可采用雙電源工作，又能可采用單電源工 作。三、集成運(yùn)放的性能指標(biāo)1

4、 .開環(huán)差模增益Avd（引導(dǎo)學(xué) 生參考教 材）無反饋時(shí)集成運(yùn)放差模電壓增益，稱為開環(huán)差模增益，記作Avd。它等于開環(huán)情況下，輸出電壓與輸入差模電壓之比。Avd vO/ /（V- -V+）,或用分貝表示 20lg|Avd|dBoA1d越大，集成運(yùn)放性能越好。2 .輸入失調(diào)電壓Mo當(dāng)輸入電壓為零時(shí)， 為了使放大器輸出電壓也為零，在輸入端外加的補(bǔ)償電壓，反映了運(yùn)放的失調(diào)程度。 Vio越小，運(yùn)放性能越好。3 .輸入失調(diào)電流Iio輸入電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端輸入電流之差，稱為輸入失調(diào)電流Iio。數(shù)值越小越好。4 .輸入偏置電流1舊(或Ig)輸入電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)偏置電流的平均值，稱為輸入偏置電流I

5、舊(或1 G )。(引導(dǎo)學(xué) 生參考教 材)5 .差模輸入電阻”指電路開環(huán)情況下，差模輸入電壓與輸入電流之比?！痹酱螅\(yùn)放性能越好。6 .開環(huán)輸出電阻r0電路開環(huán)情況下，輸出電壓與輸出電流之比。ro越小，運(yùn)放性能越好。7 .最大差模輸入電壓Mdm兩個(gè)輸入端間所允許的最大共模電壓。超過此電壓，輸入管將反向擊穿。 可達(dá)十幾伏e三十幾伏。8 .最大共模輸入電壓Mcm兩個(gè)輸入端間所允許的最大共模輸入電壓。超過此電壓，輸入級無法正常工作。可達(dá)幾伏二十幾伏。9 .共模抑制比 K CMR電路開環(huán)情況下，差模放大倍數(shù) Avd與共模放大倍數(shù)Azc之比。Kcmr越大，表明分 辯有用信號的能力愈強(qiáng)受共模干擾及零漂的影

6、響越小，性能越優(yōu)良。用分貝表示kcmr =201g ( Avd / Avc) dB 一般約 70 80dB 以上。10 .增益帶寬積增益帶寬積是開環(huán)差模增益Avd與開環(huán)通頻帶之積，最高可達(dá)數(shù)千兆赫。11 .轉(zhuǎn)換速率SR單位時(shí)間內(nèi)對電壓變化的響應(yīng)范圍。最高可達(dá)數(shù)千伏每微秒。四、集成運(yùn)放的理想特性(講解)1 .集成運(yùn)放的理想特性：(1)開環(huán)差模增益Avd為無窮大，即Avd 一巴(2)差模輸入電阻為無窮大，即. 一巴(3)開環(huán)輸出電阻ro為零，即ro=0；(4)共模抑制比為無窮大，KCMR 一巴(5)開環(huán)通頻帶無限寬，即BW一二。2 .理想運(yùn)放的圖形符號V_Q+ 00%o+(8)理想運(yùn)放的圖形符號笛

7、”表示開環(huán)電壓放大倍數(shù)為無窮大的理想化條件。3 .集成運(yùn)放的傳輸特性（時(shí)集成運(yùn)放的電壓傳輸特性輸出特性分為線性區(qū)和非線性區(qū)（飽和區(qū)）。（講解）當(dāng)運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓Vo與輸入電壓Vid （V_-V十）呈線性關(guān)系:Vo=AvdViD=Ad（v_-v +）虛短：理想運(yùn)放兩輸入端電位相等，好似短接但不是實(shí)際的短接，稱為“虛短接” 或“虛短”。虛斷：理想運(yùn)放兩輸入端無電流，好似斷開但不是實(shí)際的斷開，稱為“虛斷開” 或“虛斷”?！疤摱獭被颉疤摂唷笔羌蛇\(yùn)放特有的極限狀態(tài)或理想特性。第二節(jié)反饋放大器一、反饋放大器及其分類反饋：把放大器輸出信號，按一定路徑饋送到輸入端的過程稱為反饋。（分析，講 解）

8、反饋放大器：施加反饋的放大器稱為反饋放大器。反饋放大器組成：基本放大器（主網(wǎng)絡(luò)）A和反饋網(wǎng)絡(luò)F構(gòu)成的閉合環(huán)路，簡稱閉 環(huán)。1 .正反饋和負(fù)反饋正反饋：反饋信號Xf的加入使凈輸入信號 x'i >Xi ,這種反饋稱為正反饋。負(fù)反饋：反饋信號Xf的加入使凈輸入信號 x'i <Xi ,這種反饋稱為負(fù)反饋。采用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋。瞬時(shí)極性法：Xf與Xi同極性，則為正反饋；Xf與Xi反極性，則為負(fù)反饋。2 .直流反饋和交流反饋（講解）也電路原理圖（的交流通略直流反饋：如果反饋網(wǎng)絡(luò)F把放大器輸出直流量饋送到輸入端，則該放大引入的反饋稱為直流反饋。交流反饋：把交流輸出

9、信號饋送到輸入端的過程稱為交流反饋。Re引入的為直流反饋。 Ce引入的為交流反饋。3.電壓反饋與電流反饋電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓，稱為電壓反饋。如圖（a）。電流反饋：反饋信號取自輸出電流，稱為電流反饋。如圖（ b）。判斷方法：若反饋信號取自放大管的信號電壓輸出極，則為電壓反饋，如圖（a）、（c）。反饋信號取自放大管的非信號電壓輸出極，則為電流反饋，如圖（b）、（d）。（C）電壓并聯(lián)反饋（b）電流用聯(lián)反饋（d）電流并聯(lián)反慟4.串聯(lián)反饋與反饋串聯(lián)反饋：反饋信號串接于輸入回路的方式稱為串聯(lián)反饋。并聯(lián)反饋：反饋信號并接于輸入回路的方式稱為并聯(lián)反饋。判斷方法：若反饋信號與輸入信號一并送到放大管的輸

10、入極，則為并聯(lián)反饋,（c）、（d）。否則，反饋信號送到放大管的非信號輸入極，則為串聯(lián)反饋。如圖（ （b）。如圖a）、（講解）（引導(dǎo)學(xué) 生分析）例3-1試判別圖示兩電路中，前后兩級放大器之間是否有反饋。若有反饋，試 判別反饋類型。解：（1）判別級間有無反饋-55-（引導(dǎo)分 析）圖示電路都是由兩級共發(fā)射極放大器組成的，Rf將后級的輸出回路與前級的輸入回路聯(lián)系起來。因此，電路級間存在反饋。（2）判別是電壓反饋還是電流反饋圖（a）中，反饋彳t號取自 VT2的信號電壓輸出極，因而是電壓反饋；圖（b）中反饋信號取自VT2的非信號電壓輸出極，所以是電流反饋。（3）判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋圖（a）中，反饋彳

11、t號送入 VT1的非信號輸入極，因而是串聯(lián)反饋；圖（b）中反饋信號與輸入信號一并送入 VT1的信號輸入極，所以是并聯(lián)反饋。（4）判斷是正反饋還是負(fù)反饋瞬時(shí)極性法：先在放大器輸入端設(shè)定輸入信號對地的極性為“+”或“再依次接相關(guān)點(diǎn)的相位變化情況推出各點(diǎn)信號對地的交流瞬時(shí)極性，再根據(jù)反饋到輸入端的反饋信號對地的瞬時(shí)極性判斷，若使原輸入信號減弱是負(fù)反饋，使原輸入信號增強(qiáng)是正反則圖（a）、（b）均為負(fù)反饋。綜上分析，圖（a）引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋；圖（b）引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋。例3-2試判別圖示各電路的反饋類型。解：圖（a）中，反饋信號 Vf取自輸出電壓vo ,凈輸入電壓Vd =M -Vf <Vi

12、,故電 路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。圖（b）中，反饋電壓 Vf取自輸出電流io ,凈輸入電壓Vd-Vf <Y ,故電路為電流串聯(lián)反饋負(fù)放大電路。圖（c）中，反饋電流 壓并聯(lián)反饋負(fù)放大電路。if取自輸出電壓Vo ,凈輸入電流ii =ii if <h ,故電路為電圖（d）中，反饋電流if取自輸出電流 流并聯(lián)反饋負(fù)放大電路。io ,凈輸入電流ii =ii if <ii ,故電路為電（講解）、閉環(huán)增益的一般表達(dá)式>放大器A 。見p 反饋網(wǎng)一反饋系數(shù)：接入負(fù)反饋后，將反饋信號Xf與輸出信號Xo之比，定義為反饋系數(shù) F。F =Xf /X。因?yàn)?x. =Xj -xf =Xj -Fxo

13、 =Xj -AFxi所以 x； =xj（1 - AF）又因?yàn)?xo =Axi =A（x -Fxo） =AXj - AFx。則負(fù)反饋放大器增益的一般表達(dá)式：Af =xo/xi 二 A/（1 AF）引入負(fù)反饋后，放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)降低了，且降低開環(huán)增益的AF。反饋深度：（1+AF）反映了反饋的強(qiáng)弱程度，被稱為反饋放大器的反饋深度。當(dāng)（1+AF） >> 1 時(shí)，A =A/（1 AF） ： A/AF =1/F說明閉環(huán)深度反饋時(shí)，增益僅與反饋系數(shù)有關(guān)，與開環(huán)增益無關(guān)，由于反饋環(huán)節(jié)一般都是由線性元件構(gòu)成，性能穩(wěn)定，因此閉環(huán)放大倍數(shù)穩(wěn)定。三、負(fù)反饋對放大器性能的改善1 .負(fù)反饋使放大器增益的穩(wěn)

14、定性提高電壓負(fù)反饋將穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋將穩(wěn)定輸出電流。2 .負(fù)反饋改變放大器的輸入電阻和輸出電阻(1)負(fù)反饋改變放大器的輸入電阻 串聯(lián)負(fù)反饋使放大器輸入電阻增大。rif=(1+AF)i。 并聯(lián)負(fù)反饋使放大器輸入電阻減小。rif=ri/(1+AF)(2)負(fù)反饋改變放大器的輸出電阻 電壓負(fù)反饋使放大器的輸出電阻減小。r of = ro/(1+AF) 電流負(fù)反饋使放大器的輸出電阻增大。r°f = (1+AF)r0(引導(dǎo)學(xué) 生參考教 材)*練習(xí)1 .什么是集成電路？集成電路有哪兩大類？2 .什么是理想集成運(yùn)算放大器？集成運(yùn)放理想化的條件是什么？3 .什么是反饋？反饋有幾種類型？4 .負(fù)

15、反饋對放大器的性能有哪些影響？小結(jié)1 .集成運(yùn)放是一種高輸入電阻、低輸出電阻、高增益的集成電路，其內(nèi)部是 由差分輸入級、中間級、輸出級和偏置電路四部分組成的多級直流放大器。2 .虛短和虛斷是集成運(yùn)放外特性的理想描述，利用虛短和虛斷概念，可以簡 化集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析和計(jì)算。3 .反饋有正負(fù)之分，正反饋主要用于各種自激振蕩器，負(fù)反饋則普遍用以改 善放大器的性能。負(fù)反饋放大器有電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù) 反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋四種類型。各種類型的負(fù)反饋將對放大器的眾多性能指標(biāo)均有相應(yīng)的改善。優(yōu)作業(yè)P93習(xí)題三3-2, 3-3。11畫第二節(jié)集成運(yùn)放的應(yīng)用1課型新課授課班級授課時(shí)數(shù)2學(xué)

16、目標(biāo)1 .掌握集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路。2 .掌握集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路。xl&節(jié)重點(diǎn)1 .同相和反相比例運(yùn)算電路的電路組成和比例運(yùn)算 關(guān)系。2 .運(yùn)放的加減法電路。3 .集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用和使用常識?！緦W(xué)難點(diǎn)1 .同相和反相比例運(yùn)算電路的電路組成和比例運(yùn)算 關(guān)系。2 .力口、減運(yùn)算電路組成和運(yùn)算關(guān)系。學(xué)*3:情分析4/ fi/r fjr學(xué)效用23L數(shù)后記A.引入集成運(yùn)放是一種十分理想的增益器件。其應(yīng)用幾乎涉及模擬信號處理的各個(gè)領(lǐng)域。除比較器和其他少數(shù)應(yīng)用電路為開環(huán)工作外，大多數(shù)集成運(yùn)放應(yīng)用電路都是接有反饋網(wǎng)絡(luò)的閉環(huán)系統(tǒng)。B.新授課第三節(jié)集成運(yùn)放的應(yīng)用一、集成運(yùn)放的線性應(yīng)

17、用(一)反相和同相放大器1 .反相放大器(1)電路組成(引導(dǎo)學(xué) 生分析，講 解)輸入信號vi通過R送到集成運(yùn)放的反相輸入端，輸出信號V。經(jīng)Rf反饋至反相輸入端，同相端接地。(2)電壓增益Av =v0/vi =(FRf)/(iiRi)=Rf/Ri(3)結(jié)論電壓增益Av為負(fù)值，V。與Vi反相，故稱為反相放大器。'Av的大小僅與Ri和R有關(guān)，選取阻值穩(wěn)定、精度高的電阻 R和Rf ,是提高電壓 增益精度的重要途徑。2.同相放大器(1)電路組成輸入信號vi通過R2饋送到集成運(yùn)放的同相輸入端， 輸出彳t號V。經(jīng)Rf反饋至反相輸 入端。(2)電壓增益Av =v0/vi =1 Rf / Ri(3)結(jié)論

18、電壓增益Av為正值，輸出電壓 vo與輸入vi同相，故稱為同相放大器。若取Rf = 0,則有Av = 1, Vo=m ,則電路成為電壓跟隨器。（講解）（二）運(yùn)算電路1 .加法器和減法器（1）加法器反相加法器電路輸出電壓:Vo =T(Rf/Ri)4(R"R2)Vi2可見，輸出電壓與輸入電壓反相，且Vo是兩輸入信號加權(quán)后的負(fù)值相加，故稱反相加法器。若取 R1 =R2 ,則 Vo = YR / Ri )(Vii +V12)右取Rf=Ri=R2,貝Uvo=TVI1*VI2)同相加法器Vii單獨(dú)作用時(shí),Vi2單獨(dú)作用時(shí),Vo''Vo氣1Rf /R1)R3/(R2R3)ViiF1R

19、f /Ri)R2/(R2R3)Vi2（講解）則Mi、Vi2共同作用時(shí),Vo = (1Rf / Ri) R3/(R2R3)VmR3/(R2R3HV2 若取R2=R3、Rf=R1,貝uVo=Vi1 +vi2。(2)減法器療R融鯉版社:(學(xué)生討 論完成)將輸入信號 通過R1送入反相輸入端，Vi2通過R2送到同相輸入端，即組成如圖所示的減法器電路。Vo =(1Rf /Ri)R3/(R2R3)Vi2 TRI R1)Vi1電路輸出電壓Vo是兩輸入信號V12、V11加權(quán)相減。若取Ri=R2、R3=Rf,貝UvO=(Rf/ R)(Vi2Vii )。I1 。右取 R1 = R2 = R = Rf ,貝U vO

20、=vI2 -v例3-3選擇各電阻的阻值，并畫出集成運(yùn)放電路圖，使之實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)算:(1)vO /(vI2-vii) 5(2)Vo /(Vi2Vii ) =5(3) 解：vO /(vI2Vii ) = 5(1)由Vo/(Vi2Vii) =5可知，可采用減法器電路，并取R=R2、R3=Rf,Rf=5R ,即符合要求。(2)同理，采用同相加法器電路連接，并取(3)同理，采用反相加法器電路連接，并取2 .積分和微分電路(1)積分電路電路R2=R3 , Rf =9Ri ,即滿足要求。Rf =5R ,即滿足要求。(講解)00匚輸出電壓利用虛短和虛斷特性可得ic =ii =VI / RIvO =0 -vc -

21、 -Qc / C - -(1 / C) icdt - -(1/C) (vI / R)dt - -(1/ R1C) vIdt輸出電壓正比于輸入電壓對時(shí)間的積分，負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓反相。直流輸入時(shí)，輸出電壓將隨時(shí)間線性增長。設(shè)電容上的初始電壓等于零(即t = 0時(shí)，Vc =0 ),且輸入電壓為恒定直流信號Vi ,波形vo =Vi/(RC)t(引導(dǎo)分 析)應(yīng)用在自動控制系統(tǒng)中，積分電路常用來實(shí)現(xiàn)延時(shí)、定時(shí)和產(chǎn)生各種波形。時(shí)間常數(shù)T = RC取值越大，延時(shí)和定時(shí)時(shí)間越長，電路的抗干擾性能越強(qiáng)。(2)微分電路電路輸出電壓(講解)根據(jù)理想運(yùn)放的虛短和虛斷特性可得i1HC=iF, v+=v-=0vO

22、 =TFRf =TCRf =-RfC(dvC/dt) = -RfC(dvI/dt)輸出電壓與輸入電壓的微分成正比，負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓反相。 波形在輸入信號突變時(shí)， 輸出為一尖脈沖，在輸入信號無變化的平坦區(qū)域，電路無輸出電壓。顯然，微分電路對突變信號反應(yīng)特別敏感。應(yīng)用在自動控制系統(tǒng)中，常用微分電路來提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)靈敏度。將比例（P）、積分（I）和微分（D）三部電路組成起來，可組成 PID （比例積分電 路）調(diào)節(jié)器。（引導(dǎo)分 析）%。比例用于常規(guī)（主）調(diào)節(jié)、并作用于調(diào)節(jié)過程的始終；積分用于抑制干擾；微分用 于快速反應(yīng)變化趨勢并加以抑制。、集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用1 .電壓比較器（1）基本電路V

23、ref （Vr）：參考電壓或基準(zhǔn)電壓，加在集成運(yùn)放的同相輸入端。V1 :被比較的對象，送到集成運(yùn)放的反相輸入端。Vo：輸出電壓反映比較的結(jié)果，或?yàn)楦唠娖诫妷?、或?yàn)榈碗娖诫妷海詽M足后面 連接的數(shù)字電路對 1和0兩種邏輯電平的要求。（2）工作原理集成運(yùn)放工作于開環(huán)狀態(tài)。其開環(huán)增益很高，兩個(gè)輸入電壓有微小的差別，就會使輸出處于飽和狀態(tài)。V1<Vr：則VID=V|Vr =V- v+<0 ,集成運(yùn)放輸出正向飽和電壓V。V|>Vr：則vid=V|Vr =v v+>0 ,集成運(yùn)放輸出負(fù)向飽和電壓vO。（3）傳輸特性心比較器的輸入輸出關(guān)系即傳輸特性。如果輸入電壓為正弦波，則比較器將輸

24、出同頻率的矩形波，如圖所示。(4)過零比較器取參考電壓Vref=0,則輸入電壓M每次過零時(shí)，輸出電壓Vo就要產(chǎn)生躍變(反轉(zhuǎn))， 這種比較器稱為過零比較器，又稱過零檢測器。 VI >0 時(shí)，VZ1 VI <0 時(shí)，VZ1 傳輸特性如圖所示。正向?qū)?，VZ2反向擊穿，輸出電壓 vO =-(0.7V +VZ)VZ。反向擊穿，VZ2正向?qū)?，輸出電?Vo=0.7V +Vz定Vz。(講解)此外，還有抗干擾能力很強(qiáng)的遲滯比較器和檢測給定范圍電壓的雙限比較器。2 .限幅器(1)功能功能：將輸出信號幅度限制在一定界限內(nèi)。當(dāng)信號在限幅界限內(nèi)， 限幅器的輸出與輸入成正比，而信號超過限幅界限時(shí)，則其輸

25、出等于界限值。(學(xué)生閱 讀教材)(2)電路和波形何(b)最簡單的限幅器可以用雙向穩(wěn)壓管作為限幅元件，如圖(a)所示。輸入正弦電壓時(shí)，未接和加接雙向穩(wěn)壓管的輸出波形如圖所示。三、集成運(yùn)放使用常識1 .調(diào)零(1)現(xiàn)象(講解)集成運(yùn)放由于失調(diào)電壓和失調(diào)電流的存在，當(dāng)輸入信號為零時(shí)，輸出不為零。(2)措施將輸入端對地短接，利用外接調(diào)零電位器調(diào)整，使輸出電壓為零。(3)調(diào)零電路調(diào)零電路實(shí)例如圖所示。2 .消除自激振蕩集成運(yùn)放的開環(huán)增益很大，其內(nèi)部存在寄生電容，使用時(shí)，如果引入深度負(fù)反饋， 容易引起自激振蕩，使電路無法正常工作。目前大多數(shù)集成運(yùn)放內(nèi)部已接入相位補(bǔ)償網(wǎng) 絡(luò)，使用時(shí)不必外接補(bǔ)償電路。3 .單電

26、源供電集成運(yùn)放大多需要正、負(fù)雙電源供電才能正常工作，但有些場合希望采用單電源， 這時(shí)可選用允許單電源工作的集成運(yùn)放，如F324,如果選用雙電源運(yùn)放而必須單電源供電，可采用圖示電路。1 .理想集成運(yùn)放應(yīng)滿足哪些條件？2 .集成運(yùn)放有哪些線性和非線性應(yīng)用？3 .畫出由集成運(yùn)放組成的加法和減法運(yùn)算電路，并分析其運(yùn)算關(guān)系。1 .反相放大器、同相放大器是集成運(yùn)放的兩種基本應(yīng)用電路，其他應(yīng)用電路 都是在此基礎(chǔ)上的拓展。2 .使用集成運(yùn)放時(shí)，應(yīng)注意調(diào)零、消振和過壓、過流保護(hù)等。隨著集成工藝 的發(fā)展，許多以往需要外加的保護(hù)電路和消振電路等都已移至集成電路內(nèi)部，使用極為方便。布置作業(yè)P93習(xí)題三3-6, 3-7

27、。«音雕逐割巡版社講1 1第四節(jié)集成功率放大器課型新課授課班級授課時(shí)數(shù)21學(xué)目標(biāo)1 . 了解功率放大的一般知識和基本概念。2 .掌握基本功率放大電路的組成和原理。爹0JTTlf"學(xué)重點(diǎn)1 .功率放大器的一般知識簡介。2 . OCL電路及OTL電路的電路組成和工作原理。爹學(xué)難點(diǎn)OCL電路及OTL電路的工作原理。學(xué)P，情分析爹/,/ 司F學(xué)效用2數(shù)后記A.引入低頻小信號放大器， 雖有一定的功率輸出， 但只要求足夠的輸出電新課壓或電流幅度，一般不注重輸出功率。 然而，終端負(fù)載一般都需要足夠的推動功率，因此還需設(shè)置功率放大器。B.新授課第四節(jié)集成功率放大器(講解，引 導(dǎo)學(xué)生閱 讀教

28、材)一、功率放大器的基本問題1 .功率放大器的性能要求與小信號放大器相比，功率放大器有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：首先，為了輸出足夠的功率，輸入、輸出電壓和電流的幅度都很大，故功率放大器 又稱大信號放大器。其次，在大幅度信號作用下，功率放大管的非線性失真問題遠(yuǎn)比小信號放大器突出。另外，為了充分發(fā)掘功率放大管的潛力，功放管的工作電壓、 工作電流及集電極耗散功率都很大，并接近極限運(yùn)用狀態(tài)，因此，要使功率管不損壞，就不應(yīng)超過管子的極 限參數(shù)，即工作在安全工作區(qū)內(nèi)。性能良好的功率放大器，應(yīng)符合以下基本要求：(1)輸出功率足夠大，以滿足驅(qū)動負(fù)載的需要，并留有充分的功率裕量。(2)非線性失真要小，以保證輸出信號的逼

29、真度。(3)轉(zhuǎn)換效率要高。設(shè)電源供給的直流功率為PV ,輸出最大信號功率為 Pom ,則電路的最大轉(zhuǎn)換效率為 4M =(Pom / PV)M100%。(4)散熱條件好，以保證功放管安全工作。<11用類2 .提高輸出功率和轉(zhuǎn)換效率的主要途徑甲類放大：在正弦波信號的作用下，放大管在信號的整個(gè)周期內(nèi)都有電流，導(dǎo)通角為日=2兀 這種工作方式通常稱為甲類放大。如圖（a）所示。變壓器耦合甲類放大器的最大轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 50%。（講解，分 析原理）乙類或甲乙類放大器：將靜態(tài)工作點(diǎn)Q下移至QA或QB,使無信號時(shí)放大管的電流等于零或很小，有信號時(shí)只半個(gè)周期或稍大半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，就轉(zhuǎn)變?yōu)橐翌惢蚣滓翌惙糯笃鳌Ｈ?/p>

30、圖（b）、（c）所示。乙類或甲乙類放大器，減小了靜態(tài)功耗，提高了效率， 但都出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真。二、乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大器1 .電路組成及其工作原理 （1）電路組成(=)圖（a）是基本互補(bǔ)對稱電路圖。VT1、VT2 :兩個(gè)參數(shù)對稱的異型管，VT1為NPN型；VT2為PNP型。該電路實(shí)為兩個(gè)射極輸出器組合而成，如圖(b)、(c)所示。(2)工作原理假設(shè)兩管的導(dǎo)通電壓均為零。Vi >0 , VT1導(dǎo)通，VT2截止，VT1承擔(dān)放大任務(wù)，電源 Wcc向負(fù)載提供電流。Vi <0, VT1截止，VT2導(dǎo)通，VT2承擔(dān)放大任務(wù)，電源-V”向負(fù)載提供電流。兩管輪流導(dǎo)通，組成互補(bǔ)推挽式電路，

31、供給負(fù)載電流，導(dǎo)通角各為n ,故稱為推挽式乙類互補(bǔ)對稱功率放大器。2 .輸出功率和轉(zhuǎn)換功率(1)最大輸出功率PomPom =VoIo =(Vom/ 2)(1/ . 2) = (1/2)51 °m =(1/2)Vj / 凡：(1/2)VCc / R(2)最大轉(zhuǎn)換效率M乙類互補(bǔ)對稱電路的最大轉(zhuǎn)換效率為nM =Pom / Pv =兀/4 定78.5%三、甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大器上述乙類互補(bǔ)對稱功率放大器存在著交越失真，如圖所示。原因：放大管無直流偏置，而iB必須在卜BE |大于導(dǎo)通電壓時(shí)才有顯著變化。當(dāng)輸(引導(dǎo)學(xué) 生討論總 結(jié))入信號低于導(dǎo)通電壓時(shí)，兩管都截止，負(fù)載上無電流通過，出現(xiàn)一段死區(qū)，稱為交越失 真。1 .甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱電路 (1)電路特點(diǎn)nu» L pH 2V與乙類電路相比，增設(shè)了由電阻R、R2、電位器Rp和二極管VD1、VD2構(gòu)成的偏置電路。(2)工作原理 靜態(tài)時(shí)，利