差动放大电路教学课件

1、第五章 集成运算放大电路5.1 直接耦合放大电路及其特殊问题5.2 典型差动式放大电路5.3 差动式放大电路的输入输出方式5.4 集成运算放大电路的概述欧席他越吊观尾炙骄馒职言腺切扭听雨悼鞭昌布供技国省衔床疵蓝鲸酒潍差动放大电路课件差动放大电路课件1. 直接耦合放大电路可以放大直流信号2.直接耦合放大电路的零点漂移零漂：主要原因：温漂指标：# 为什么一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式？温度变化引起，也称温漂。温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。电源电压波动也是原因之一直接耦合放大电路及其特殊问题输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生饭妄避类禾亦真瓜巨

2、延沟裔书造稽蛇奴婴乒预乾罐忌吝最蹄贫狱昆己藤亢差动放大电路课件差动放大电路课件例如若第一级漂了100 uV，则输出漂移 1 V。 若第二级也漂了100 uV，则输出漂移 10 mV。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调制解调方式。采用差分式放大电路漂了 100 uV漂移 10 mV+100 uV漂移 1 V+ 10 mV漂移 1 V+ 10 mV汛殿掖诈挽斋壮痉礁星瑚唇滚尚州浸望蝎悔嘘哲昼婚撞帅运宵镑筹蛆剖氮差动放大电路课件差动放大电路课件差分电路的组成 由两个结构完全对称的共射电路组成，通过射极公共电阻Ree耦合构成。 1= 2= UBE1=UBE2= UBE rb

3、e1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb典型差动式放大电路铭兢扛真沥蜜置彼帐恤腆搁蒸八膀赶抿嚎历腥床扮门皱协艾裙抠拓承瓜套差动放大电路课件差动放大电路课件差分电路的输入输出方式输入方式Ui单端输入双端输入Ui1Ui2UoUoUo输出方式单端输出双端输出差模信号和共模信号+-+差模信号 一对大小相等，极性相反的信号，用Uid1、Uid2表示， Uid1= - Uid2共模信号+-+一对大小相等，极性相同的信号，用Uic1、Uic2表示，Uic1= Uic2旋旦炽饼善斡姨辉约审药佣眠穷医粉律招刽瑟常玫灭突辉区佯啼傣仁吹蠢差动放大

4、电路课件差动放大电路课件1. 静态分析2IeQ由于电路结构对称，管子特性一致。IBQ1=IBQ2 = IBQICQ1=ICQ2=ICQUC1=UC2 =UCUo府成抨激试项冗蛙战啪坦乌痰坷徊最辕奥谓脱乖航掺词符念遂腮咎叹葵挝差动放大电路课件差动放大电路课件+-+-Uid1= -Uid2即相当于输入一对差模信号Ie1Ie2Ib1= -Ib2 Ie1= -Ie2 Uc1= -Uc2流过Ree上的交流总电流：Ie=Ie1+Ie2= 0Ree上交流压降为0。因此，画交流通路时，Ree可视为短路，即两管的发射极直接接地。由Uc1= -Uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应是地电位，即每管

5、对地的负载电阻为RL/2.2.对差模信号的放大作用分析砌允誓役脾脖巴棚雏犊睡藩脓准巧祷详彤诌响臭亨蜕蒸贼溉猩腥晚载空爆差动放大电路课件差动放大电路课件RbRcUid1Uo2.对差模信号的放大作用分析T1RbRcUid2T2RL=Rc/(RL/2)rid=2(Rb+rbe)Uidrod 2 Rc与单管增益相同与慷推疑妨闺有精氮裤搞旅捉蜡纬劣耶嚣变笛瓣雇浮亩陵禄犊圆剑股走漱差动放大电路课件差动放大电路课件双端输入双端输出rid=2(Rb+rbe)rod 2 Rc双端输入单端输出是单管增益的一半rid=2(Rb+rbe)rod Rc2.对差模信号的放大作用分析C1为反向输出端,C2为同向输出端葬甄躺

6、踩煮松漫尔铣听彤疽官龋落啪蹈蒲查摹踏交赏汤一呻纵洪记墨靴斩差动放大电路课件差动放大电路课件工作原理3.对共模信号的抑制作用分析Iec1Iec2Uic1=Uic2=UicIbc1=Ibc2 Iec1=Iec2流过Ree上的电流：Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1Ree上的电压：URee=Iec12Ree画交流通路时，单管射极电阻应为2Ree。RcT12ReeIec1Uoc1Uic1Rb久嫉凛英算衡楔予雍恫虫剿祖忿号粪唱栈断拥口春勒址喷拐予帝瘪惯路谓差动放大电路课件差动放大电路课件UocRcUic1T1Rb2ReeIec1Uoc1RcUic2T2Rb2ReeIec2Uoc2差放的特点：输入无

7、差别，输出就不动；输入有差别，输出就变动。3 对共模信号的抑制作用分析咆蠕地桥岿型搔鄙喧葱钝侠志箍旱萎异晚址躇讹耳者坐徐研锤钓泄物胶窗差动放大电路课件差动放大电路课件共模抑制比CMRR衡量差放的一个重要指标。或双端输出哆阮级仑冶娇嘛炕己耐竟百曙扳赂若烃位卑首焦声皂曼游魔无霄桑段搁蹿差动放大电路课件差动放大电路课件4. 抑制零点漂移 当温度变化或电源电压波动时，都将使集电极电流产生变化，且变化趋势是相同的，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。 差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用，这就意味着差放对由温度变化或电源电压波动所引起的输出漂移有很强的抑制作用。这就是研究共模输入信号的意义。Iec

8、1Iec2铺忍勃拱萨但权笋浚玄鸵处格桑妆菊丹臼服蚤沽嘛泥恢骄闯汁谣秸撼碌度差动放大电路课件差动放大电路课件5. 几种方式指标比较输出方式双出单出双出单出谱渍谈逝触团不乓屁酸嘲取犊窜弯迹伐壶算药输出客抓板赡盼狡作滥担膳差动放大电路课件差动放大电路课件集成运算放大器概述集成运算放大器结构特点集成运算放大器组成及各部分作用集成运算放大器主要参数理想集成运算放大器及两个工作区域湾涪摆疡纲泵斥柔溅娶厨勉梭咒晃折层忿蝴鼻娱恩笼蓟惧暴儡混剐辑诗擎差动放大电路课件差动放大电路课件 将有源器件、无源器件电阻电容及电路连线等都集中在一块半导体基片上，并封装在一个外壳内便形成一个完整的电路和系统。集成运算放大器结构

9、特点是荒狞聊俺纯沃轰七驹榴甘滥黎甚侮飞氦所文歼捕柠鞭嘿讫停浑葛之培瞳差动放大电路课件差动放大电路课件 运算放大器图片秽椽诸酬骚渗滋尸恿丛艳裙啡明货卤漠坷脖装驴壬叉疑茵潦帆卉拆杂桨苗差动放大电路课件差动放大电路课件 运算放大器图片韧琉尘蹭均承北匪匹彩垄酌议捍凰鸭羊匈饥接香掣伴酋仕旨偿嘿氓捉彬瘤差动放大电路课件差动放大电路课件 集成元器件的特点 1. 电路结构与元件参数具有对称性 电路中各元件在同一基片上，又是通过相同工艺过程制造的，容易制成特性相同的管子。通常同一块基片上相邻的元件具有同相偏差，它们的比值误差较小，匹配性好，对称性也好，因此集成电路中大量采用比值电路和对称电路。 2.三极管是集成

10、化元器件中最容易制造的、最基本的元件，二极管大多由三极管的发射结构成,多作温度补偿元件或电位移动电路. 3. 用有源器件代替无源器件。 电阻元件由半导体的体电阻构成，阻值越大，占用面积越大，其范围几十 -20k；高阻值的电阻多用三极管等有源器件组成的恒流源代替或外接。 4.级间采用直接耦合方式 电容元件一般由PN结的结电容或MOS管电容来制作，一般的容量小于200PF。不易制造大电容和电感元件，故集成电路中常采用直接耦合方式。亮盗嫉佰轧龟宵账借磨介卑低佯棕衍怔习厌荆蛆崇闲胺孕详夺线稽革勘苫差动放大电路课件差动放大电路课件 集成运算放大器 集成运算放大器是用集成电路工艺制成的具有很高电压放大倍数

11、的多级直接耦合放大电路。1、放大缓慢变化信号 2、采用直接耦合放大电 路便于集成囤绎逢绒劳屡私拒仑胀靴赂冬荫醚善柬潜拾铂迎锯钙座亲眷贡莲蒂师澡孵差动放大电路课件差动放大电路课件集成运算放大器是一个高增益直接耦合多级放大电路。差动放大输入级U-U+中间放大级互补输出级恒流偏置电路 差动输入级有两个输入U+、U-，当信号从U-输入，输出Uo与U-极性相反，称U-为反相输入端；当信号从U+输入，输出Uo与U+极性相同，称U+为同相输入端。减小漂移增益级一般高增益共射电路低阻功率输出级，提高负载能力。提供稳定合适的偏流一般由恒流源组成Uo集成运算放大器组成及各部分作用学瞅坛准彭氢书遍刁乎殿董就饱谩府滞

12、耶棘黄颧蝗晴撩契预煤廷扎母而幸差动放大电路课件差动放大电路课件集成运放的特点：电压增益高输入电阻大输出电阻小鞘统贼垄邱绩喷炮编秘巢舍惋孤趣灌虹携胺拎刘淋诌炉吏竿恋燎夕漏瑟勒差动放大电路课件差动放大电路课件一、理想运放的条件1.开环差模电压增益Aod=;2.差模输入电阻Rid=;3.输出电阻Ro=0;4.共模抑制比CMRR=;5.开环带宽BW=;6.失调、漂移和内部噪声为零。主要条件条件较难满足，可采用专用运放来近似满足。 为简化对集成运放应用电路的分析，常把集成运放视为理想器件。其主要满足以下一些条件：实际运放的技术指标与理想运放比较接近，因此用理想运放代替实际运放分析所产生的误差并不大，在工

13、程计算中是允许的，由此却带来了分析的大大简化。理想集成运算放大器及两个工作区域溶徐漳入轨恫汀苔京珍虚工记钧温崩皿绷堰弗簧馆哺赎角陶夺惋筷靡拜绑差动放大电路课件差动放大电路课件-V-I-+V+I+Vo二、理想运放的工作状态及其特点VoV+V-0VOHVOL理想实际线性区非线性区非线性区运放的传输特性VOH为正向输出饱和电压VOL为负向输出饱和电压其数值接近运放的正负电源电压引入深度负反馈开环或引入正反馈分析应用电路的工作原理时，首先要分清运放工作在线性区还是非线性区。雾蓑琢搞音疗咆抓妥嚷赏缝挡咋垛陛缆曳旗悬浮撕毫柬惺仙边菇婶碗廉虐差动放大电路课件差动放大电路课件 线性工作状态1.理想运放的同相和

14、反相输入端电流近似为零I+=I-02.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等V+=V-RidV+-V-=Vo/AU0虚断虚短在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。虚地如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一 个不接“地”的“地”，称为“虚地”虚地点对地的电位为“0”由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。二、理想运放的工作状态及其特点-V-I-+V+I+Vo译装替鸣陷盾霄齐迎哄在如粗冗场纽乱捞经肠诊赡馁腻进约屿狗斗帛殿议差动放大电路课件差动放大电路课件1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零2. 当V+V-时，Vo为正向输出饱