第5章集成运算放大电路ppt课件.ppt

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1、《模拟电子技术》主讲：王彦武汉铁路职业技术学院二00七年四月第5章集成运算放大电路本章主要内容：5.1概述5.2差分放大电路5.3集成运放的组成与理想特性5.4集成运算放大器的基本运算电路5.5集成运算放大电路的非线性应用5.6集成运算放大器使用注意问题5.7本章小结5.1概述5.1.1集成电路及其制造工艺5.1.2集成电路的分类5.1.3模拟集成电路特征5.1.1集成电路及其制造工艺20世纪60年代初期出现集成电路（IntegratedCircuit，缩写IC），它是一种把元器件和电路融为一体的固体组件。集成电路是以硅单晶为基础材料制成的一块厚约0.2～0.25mm的P型硅片，这种硅片是集成

2、电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、二极管、电阻、电容等，并且相互连接形成一个完整的功能电路。5.1.2集成电路的分类一、集成电路的分类按其功能不同可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类。数字集成电路是用来生产和处理各种数字信号的集成电路。模拟集成电路是用来产生、放大、处理各种模拟信号或进行模拟信号与数字信号间相互转换的电子电路。(1)模拟集成电路按用途不同可分为通用型和专用型（也称特殊型）(2)模拟集成电路按工作状态不同可分为线性集成电路和非线性集成电路。(3)模拟集成电路按有源器件的类型不同可分为双极型、单极型、双—单极混合型。5.1.2集成电路的分类5.1.3模

3、拟集成电路特征一、不用电感，少用电容和电阻目前，集成电路中不能制造电感器，制造容量大于500pF的电容器也比较困难，而且性能也很不稳定。二、用有源器件代替无源器件三极管就是在硅片上按一定工艺制作而成的，具有工艺简单、占据面积小、成本低的优点，所以在集成电路内部用量最多。三极管大量用作恒流源来代替高阻值的电阻，或接成二极管、稳压管使用。三、电路结构与元件参数具有良好的对称性通过相同工艺过程制造出来的元件，它们的性能参数一致性好，容易制成两个特性相同的管子或两个阻值相等的电阻。5.2差分放大电路5.2.1直接耦合放大电路的零点漂移问题5.2.2典型差分放大电路5.2.3具有恒流源的差分放大电路5.

4、2.4差分放大电路的4种连接方式5.2.1直接耦合放大电路的零点漂移问题一、零点的含义零点：输入交变信号为零时，输出端的电压值（一般是输出端的直流电压值）。直接耦合方式中，各级Q点相互影响，如果前级Q点发生变化，则会影响到后级的Q点。同时由于各级的放大作用，第一级微弱变化将经过多级放大器的放大，使输出端产生很大的变化。最常见的是由于环境温度的变化而引起的工作点漂移（称“温漂”），它是影响直接耦合放大电路性能的主要因素之一。5.2.1直接耦合放大电路的零点漂移问题二、零点漂移输入电压为零，输出电压偏离零点的变化就称为零点漂移，简称“零漂”.此时输出显然不能反映输入信号变化规律，这种情况将会造

5、成测量的误差，或使自动控制系统发生错误动作，严重时将会淹没真正的信号.解决零点漂移最有效的措施之一是输入级采用差分放大电路.5.2.2典型差分放大电路（2）静态工作点的计算静态时：vs1=vs2=0，电路完全对称，所以有IBRs1+UBE+2IERe=VEE又∵IE=（1+β）IB∴IB1=IB2=IB=一、典型差分放大电路的静态分析（1）电路组成5.2.2典型差分放大电路通常Rs<<(1+β)Re，UBE=0.7V（硅管）:IB1=IB2=IB=因：IC1=IC2=IC=βIB故：UCE1=UCE2=VCC－ICRc静态工作电流取决于VEE和Re。同时，在输入信号为零时，输出信号电压也为零（

6、uo=Vc1－VC2=0），即该差放电路有零输入——零输出。5.2.2典型差分放大电路在输入为差模方式时，若一个三极管的集电极电流增大时，则另一个三极管的集电极电流一定减小。在电路理想对称的条件下，有：ic1=-ic2。二、差分放大电路的动态分析（1）差模信号输入时的动态分析如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，即vs1=-vs2=或vs1-vs2=uiduid称为差模输入信号。5.2.2典型差分放大电路Re上的电流为：iEE=iE1+iE2=（IE1+ie1）+（IE2+ie2）电路对称时，有IE1=IE2=IE、ie1=-ie2，使流过Re上的电流iEE=2IE不变，则发射极的电位也保持

7、不变。差模信号的交流通路如图:5.2.2典型差分放大电路差模信号下不同工作方式的讨论:①双端输入—双端输出放大倍数：当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时，称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同，无负载的情况下:5.2.2典型差分放大电路当两集电极c1、c2间接入负载电阻RL时，双端输入—双端输出时的差模电压放大倍数为：其中：输入电