集成運算放大器課件

第四章集成運算放大器

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四章集成運算放大器1一、基本差動放大器1、直接耦合放大電路需要解決的問題

各級靜態(tài)工作點之間互相影響、互相牽制一、基本差動放大器1、直接耦合放大電路需要解決的問題零點漂移問題輸入端短接（uI=0），其輸出端電壓有忽大忽小緩慢地、無規(guī)則地變化的輸出電壓．這種現(xiàn)象就稱為零點漂移。產(chǎn)生零點漂移的因素：溫度變化、任何元器件參數(shù)的變化，電源的波動。

在多級直接耦合放大電路中，又以第一級漂移的影響最為嚴(yán)重。

零點漂移問題產(chǎn)生零點漂移的因素：溫度變化、任何元器件參數(shù)的變抑制零點漂移的具體措施：（1）選用溫漂小的元器件；（2）電路元件在安裝前要經(jīng)過認(rèn)真篩選和“老化”處理，以確保質(zhì)量和參數(shù)的穩(wěn)定性。（3）為了減小電源電壓波動引起的漂移，要采用穩(wěn)定度高的穩(wěn)壓電源。（4）采用溫度補償電路。（5）采用調(diào)制型直流放大器。（6）采用差動放大電路。抑制零點漂移的具體措施：2、差動放大電路1)基本差動放大電路

雙端輸入

雙端輸出

2、差動放大電路1)基本差動放大電路雙端輸入雙端輸出基本差動電路利用電路的對稱性，具有抑制零點漂移的能力。溫度TΔUo=(Uc1-Uc2)不變

（UBEβ)溫度TΔUo=(Uc1-Uc2)不變（UBE2)射極耦合差動放大電路

R

E的主要作用是穩(wěn)定電路的工作點，進(jìn)一步減小零點漂移。

溫度T（UBEβ)IC1IC2IEUBEUBEΔUo=(Uc1-Uc2)不變

長尾2)射極耦合差動放大電路溫度T（UBEβ)IC1I在差動電路中，這種左右兩邊輸入端所獲得的對地大小相等，極性相反的信號電壓就稱為差模信號

差模信號

調(diào)零電位器

RE的存在并不影響對差模信號的放大ΔUO=ΔUO1-ΔUO2=ΔUC1-ΔUC2

減小增大差模信號調(diào)零電位器RE的存在并不影響對差模信號的放大Δ

在忽略RP時，靜態(tài)時ΔUI1=ΔUI2=0，輸入回路方程：VEE=IBQRB+UBEQ+2IEQRE可得Q點為（忽略IBQ時）

第4章_集成運算放大器課件電路的差模電壓放大倍數(shù)AuD

RB>>RP時

差動電路雙端輸入雙端輸出結(jié)構(gòu)的電壓放大倍數(shù)和單管共射電路的放大倍數(shù)相同。采用差動放大電路只是為了抑制零點漂移。

電路的差模電壓放大倍數(shù)AuDRB>>RP時差動電路雙端當(dāng)在兩個集電極之間接有負(fù)載電阻RL時：

差模輸入電阻：RiD

≈2(RB

+Rbe)差模輸出電阻：RO=2RC

差模地端差模輸入電阻：RiD≈2(RB+Rbe)差模輸出兩個大小相等，極性相同的信號稱為共模輸入信號。

共模信號是反映溫漂干擾或噪聲等無用的信號。如果電路完全對稱，則在共模信號作用下，兩管電流同時等量增大，結(jié)果輸出電壓ΔUOC

=0

若電路完全對稱，則AuC=0,KCMR→∞

共模信號

KCMR

=AuD/AuC兩個大小相等，極性相同的信號稱為共模輸入信號。若電路完全對稱模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題2、其它形式的輸入，輸出方式

雙端輸入、單端輸出圖差動放大電路

2、其它形式的輸入，輸出方式單端輸入、雙端輸出差動放大電路

第4章_集成運算放大器課件反相輸出

單端輸入、單端輸出

反相輸出同相輸出

單端輸入、單端輸出

同相輸出

具有恒流源的差動放大電路a）電路b）用恒流源表示Ｖ3的電路IC3的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。

IC3的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。集成運放組成框圖第4章_集成運算放大器課件集成運放的符號和管腳圖a)圖形符號b)μA741的管腳圖

＋電源端－電源端＋電源端－電源端μA741內(nèi)部電路

第4章_集成運算放大器課件LN324LN324第4章_集成運算放大器課件第4章_集成運算放大器課件2、集成運放的特點3、集成運放的分類(器件手冊P69)4、集成運放的電壓傳輸特性和參數(shù)1）電壓傳輸特性理想運算放大器的條件主要是：開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)AuD→∞；開環(huán)輸入電阻RiD→∞；開環(huán)輸出電阻Ro→0；共模抑制比KCMR→∞。

2、集成運放的特點理想運放的圖形符號a)舊國標(biāo)b)新國標(biāo)反相輸入端同相輸入端輸出端反相輸入端同相輸入端輸出端運放的傳輸特性線性區(qū)UO=AuD（UP-UN）非線性區(qū)

UO受正、負(fù)電源電壓限制線性區(qū)非線性區(qū)2）主要參數(shù)(器件手冊P76)LM324典型值理想值開環(huán)差模放大電壓倍數(shù)AuD100dB∞輸入失調(diào)電壓UIO2mV0輸入失調(diào)電流IIO5nA0輸入偏置電流IIB45nA0輸入失調(diào)電壓溫度漂移dUI/dt幾μV/℃0開環(huán)差模輸入電阻RiD1MΩ∞最大差模輸入電壓ＵIDM32V最大共模輸入電壓ＵICM

Vcc-1.5V-3db帶寬fh和單位增益帶寬fc最大輸出電壓ＵOPPVcc-1.5V轉(zhuǎn)換速率SR幾V/μS∞2）主要參數(shù)(器件手冊P76)LM324典型值模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題第四章集成運算放大器

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四章集成運算放大器30一、基本差動放大器1、直接耦合放大電路需要解決的問題

各級靜態(tài)工作點之間互相影響、互相牽制一、基本差動放大器1、直接耦合放大電路需要解決的問題零點漂移問題輸入端短接（uI=0），其輸出端電壓有忽大忽小緩慢地、無規(guī)則地變化的輸出電壓．這種現(xiàn)象就稱為零點漂移。產(chǎn)生零點漂移的因素：溫度變化、任何元器件參數(shù)的變化，電源的波動。

在多級直接耦合放大電路中，又以第一級漂移的影響最為嚴(yán)重。

零點漂移問題產(chǎn)生零點漂移的因素：溫度變化、任何元器件參數(shù)的變抑制零點漂移的具體措施：（1）選用溫漂小的元器件；（2）電路元件在安裝前要經(jīng)過認(rèn)真篩選和“老化”處理，以確保質(zhì)量和參數(shù)的穩(wěn)定性。（3）為了減小電源電壓波動引起的漂移，要采用穩(wěn)定度高的穩(wěn)壓電源。（4）采用溫度補償電路。（5）采用調(diào)制型直流放大器。（6）采用差動放大電路。抑制零點漂移的具體措施：2、差動放大電路1)基本差動放大電路

雙端輸入

雙端輸出

2、差動放大電路1)基本差動放大電路雙端輸入雙端輸出基本差動電路利用電路的對稱性，具有抑制零點漂移的能力。溫度TΔUo=(Uc1-Uc2)不變

（UBEβ)溫度TΔUo=(Uc1-Uc2)不變（UBE2)射極耦合差動放大電路

R

E的主要作用是穩(wěn)定電路的工作點，進(jìn)一步減小零點漂移。

溫度T（UBEβ)IC1IC2IEUBEUBEΔUo=(Uc1-Uc2)不變

長尾2)射極耦合差動放大電路溫度T（UBEβ)IC1I在差動電路中，這種左右兩邊輸入端所獲得的對地大小相等，極性相反的信號電壓就稱為差模信號

差模信號

調(diào)零電位器

RE的存在并不影響對差模信號的放大ΔUO=ΔUO1-ΔUO2=ΔUC1-ΔUC2

減小增大差模信號調(diào)零電位器RE的存在并不影響對差模信號的放大Δ

在忽略RP時，靜態(tài)時ΔUI1=ΔUI2=0，輸入回路方程：VEE=IBQRB+UBEQ+2IEQRE可得Q點為（忽略IBQ時）

第4章_集成運算放大器課件電路的差模電壓放大倍數(shù)AuD

RB>>RP時

差動電路雙端輸入雙端輸出結(jié)構(gòu)的電壓放大倍數(shù)和單管共射電路的放大倍數(shù)相同。采用差動放大電路只是為了抑制零點漂移。

電路的差模電壓放大倍數(shù)AuDRB>>RP時差動電路雙端當(dāng)在兩個集電極之間接有負(fù)載電阻RL時：

差模輸入電阻：RiD

≈2(RB

+Rbe)差模輸出電阻：RO=2RC

差模地端差模輸入電阻：RiD≈2(RB+Rbe)差模輸出兩個大小相等，極性相同的信號稱為共模輸入信號。

共模信號是反映溫漂干擾或噪聲等無用的信號。如果電路完全對稱，則在共模信號作用下，兩管電流同時等量增大，結(jié)果輸出電壓ΔUOC

=0

若電路完全對稱，則AuC=0,KCMR→∞

共模信號

KCMR

=AuD/AuC兩個大小相等，極性相同的信號稱為共模輸入信號。若電路完全對稱模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題2、其它形式的輸入，輸出方式

雙端輸入、單端輸出圖差動放大電路

2、其它形式的輸入，輸出方式單端輸入、雙端輸出差動放大電路

第4章_集成運算放大器課件反相輸出

單端輸入、單端輸出

反相輸出同相輸出

單端輸入、單端輸出

同相輸出

具有恒流源的差動放大電路a）電路b）用恒流源表示Ｖ3的電路IC3的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。

IC3的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。集成運放組成框圖第4章_集成運算放大器課件集成運放的符號和管腳圖a)圖形符號b)μA741的管腳圖

＋電源端－電源端＋電源端－電源端μA741內(nèi)部電路

第4章_集成運算放大器課件LN324LN324第4章_集成運算放大器課件第4章_集成運算放大器課件2、集成運放的特點3、集成運放的分類(器件手冊P69)4、集成運放的電壓傳輸特性和參數(shù)1）電壓傳輸特性理想運算放大器的條件主要是：開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)AuD→∞；開環(huán)輸入電阻RiD→∞；開環(huán)輸出電阻Ro→0；共模抑制比KCMR→∞。

2、集成運放的特點理想運放的圖形符號a)舊國標(biāo)b)新國標(biāo)反相輸入端同相輸入端輸出端