电工与电子技术 10 集成运算放大器

《电工与电子技术 10 集成运算放大器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、集成运算放大器集成电路是将管子、电阻、电容等元器件及电路的连线都集成在一块半导体基片上。它具有体积小，重量轻、功耗低、工作可靠等优点，广泛用于信号处理、信号变换、信号发生等方面，因此在自动控制、测量仪表等领域占有重要的地位。集成电路按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类：按集成的规模可分为集成运算放大器是模拟集成电路的一种。它实际上是一个高开环放大倍数的多级直接耦合放大电路按导电类型可分为本章介绍差动放大电路、集成运算放大器及其应用。≤100/片（100～1000）/片103~105/片105以上/片10.1直接耦合放大电路的零点漂移问题为了放大缓慢变化的非周期信号，不能采用阻容

2、耦合的方式，而只能采用前后级直接相连的直接耦合方式。但直接耦合放大电路除了前后级工作点相互牵连、电平移动问题外，更为突出的问题是零点漂移问题。1.零点漂移的概念对于多级直接耦合放大电路，当输入电压ui＝0时，uo≠0，即静态时在输出端还有缓慢变化的电压信号输出，输出电压偏离原来的起始点而上下漂动，这种现象称为零点漂移。如图10-1-1所示2.零点漂移产生的原因零点漂移所产生的电压实际上是一个虚假信号。当放大电路外加输入信号后，它与真实信号共存于电路中。特别是当漂移量大到足以和输入信号相比时，两者无法分辨，使放大电路无法正常工作。实际上交流放大器也存在零点漂移，但由于阻容耦合电路不能传递缓

3、慢变化的直流信号，故前级的漂移不会逐级放大传送到后级，影响可忽略。引起零点漂移的原因很多，如元件的老化、参数的变化、电源电压的波动等。其中最严重的是三极管的参数随温度的变化引起的漂移。特别是放大器第一级的漂移量，对真实输出的影响最大。因为它与输入信号一起以同样的放大倍数传送到输出端。所以克服零点漂移现象的影响，主要途径是抑制第一级的温度漂移。最有效的方法是在第一级采用能抑制零点漂移的差动放大电路。3.零点漂移的指标为了衡量漂移电压的大小，特别是温度漂移，是指温度升高一度（℃）时，输出端的漂移电压折合到输入端的等效输入漂移电压，即4.采取的措施：a．采用热敏元件进行补偿；b.采用负反馈自动

4、稳定静态工作点（射极偏置电路）；c．采用差分式放大电路，利用电路的对称性抑制零点漂移。10.2差动放大电路（不讲）10.2.1差动放大电路的结构特点典型差动放大电路如图10-2-1所示，其特点为a.它是由左右两个结构、参数完全相同的单管共射放大电路并接而成，即所谓的理想对称结构（对应电阻相等、三极管V1、V2的特性相同）b.电路有两个输入端ui1和ui2，且ui＝ui1－ui2;电路还有两个输出端uo1、uo1，且uo＝uo1－uo2。c.电路有两个直流电源Ucc、－UEE。10.2.2零点漂移的抑制a.静态时ui1＝ui2＝0，即将两输入端与地短接。理想情况下由于电路的对称性，两边的集

5、电极电流相等，集电极电位也相等，即则输出电压为b.当温度升高时，两管集电极电流都增大了，集电极电位都下降了，并且两边的变化量相等，即尽管两个管子都产生了零点漂移，但由于两管集电极电位的变化是互相抵消的，所以总的输出电压依然为零，即也就意味着零点漂移被完全抑制了，说明差动放大电路对两管所产生的同向变化的漂移具有抑制作用c.电阻RE的作用电阻RE引入电流负反馈，当温度增加时，两管的IB同时增加，两管的IC也同时增加，从而导致发射极电压UE升高，两管发射结电压UBE降低，使两管基极电流IB减小。其过程可表示如下：d.RP的作用电位器RP是用来调电路平衡的，又称为调零电位器。这是由于实际中电路不

6、可能完全对称，在输入电压为零时，输出电压不为零。利用电位器RP的动点使两管分配到不同的阻值，以使UC1＝UC2，从而确保静态时uo＝0。但RP不宜过大，一般在几十欧姆至几百欧姆左右。10.2.3静态分析静态时，ui1＝ui2＝0，由于电路两边参数对称，故两管静态值完全相同，即流过RE的电流是两管发射极电流之和即，故可只画一个管子的直流通路即可，如图10-2-2所示为单管放大电路的直流通路设RP的动触头在中间，则由直流通路得由于IB、UBE、RP比较小，故忽略则有即由此可知，每管的发射极电路中相当于接入了2RE的电阻，所以每个管子的静态工作点的稳定性都得到了提高，负电源－UEE是用来补偿R

7、E上的静态压降，使三极管有合适的静态工作点。10.2.4动态分析差动放大电路的信号输入可分为差模输入、共模输入和比较输入。而从输出输入的方式可分为双端输入/数端输出、双端输入/单端输出、单端输入/双端输出及单端输入/单端输出。10.2.4.1差模输入差模输入：两个输入信号的大小相等，极性相反，即其交流通路如图10-2-3所示在差模输入时，由于两管完全对称，一个管子电流的增加量等于另外一个管子的电流减小量，以至流过RE的电流不变即△i