第五章 集成运算放大器及应用.ppt

5.1集成运算放大器介绍 5.2 直接耦合放大电路的零点漂移 5.3 典型差动放大电路 5.3.3 恒流源差动放大电路 5.6 理想运算放大器 例5.3.2差动电路,求： 解：(1) 静态值同前 已知?1=?2=150, UBE=0.7V, + uo ui1 RC1 Rb1 RC2 Rb2 Re +15V ui2 + _ _ RW + _ 10k? 200? 1k? 1k? 10k? 10k? -15V RL 100k? 单端输出 + uo ui1 RC1 Rb1 RC2 Rb2 Re +15V ui2 + _ _ RW + _ 10k? 200? 1k? 1k? 10k? 10k? -15V RL 100k? 单端输出 共模抑制比: (2)求共模指标 解决办法:采用恒流源电路 由前面讨论知,Re越大，差动电路的共模抑制比越大,放大器性能越好，但Re过大，需增加负电源的值，以保证一定的动态范围，所以需要一个动态电阻大、静态电阻小的元件代替Re。 1. 恒流源相当于阻值很大的电阻。 2. 恒流源不影响差模放大倍数。 3. 恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷的电阻，所以共模抑制比是无穷。 恒流源的作用 运算放大器是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。它具有：1）放大倍数高；2）输入电阻大；3）输出电阻小；4）对称性好；5）功耗低等特点。 图5.5.1为741 型集成运算放大器的原理电路。它由偏置电路、输入级、中间级（中间放大级和中间隔离级）、输出级组成。 5.5.1 通用型集成运算放大器 5.5 集成运算放大器介绍 图5.5.1 741 型集成运算放大器原理电路 1.偏置电路 为第一级提供静态工作点电流。 2.输入级 要求：输入电阻高、能减小零点漂移和抑制干扰信号。采用带恒流源的差动放大电路。 3.中间级 组成：由复合管的共射极放大电路构成中间放大级，电压放大倍数高。 4. 输出级 要求：输出电阻低，带负载能力强，能输出足够大的电压和电流。 组成：采用互补推挽功率放大电路构成。 ri 大: 几十k? ? 几百 k? 运放的特点： KCMRR很大 ro 小：几十 ? 几百? A od 很大: 104 ? 107 运放符号： 国际符号 国内符号 5.5.2 集成运算放大器的电路符号和电路模型 ＋ － u－ u+ uo P N － ＋ ＋ u－ u+ uo ? ? N P 1.开环差模电压放大倍数Aod 无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105 ? 107之间。理想运放的Aod为?。 2.最大输出电压Uop-p 能输出的最大不失真电压的峰-峰值。其幅值比供电电源电压的幅值小1?2V。 5.5.3 集成运算放大器的主要性能指标 4.共模抑制比KCMRR 常用分贝作单位，一般100dB以上。 3.差模输入电阻rid rid1M?, 有的可达100M?以上。 5.输入失调电压电阻Uio Uio越小，电路的对称性越好。 理想运放的rid为?。 理想运放的KCMRR为? 。 共模抑制比KCMRR反映运放对共模信号的抑制能力。 为使运放输入为零时输出为零，在输入端加的补偿电压。实际指输入为零时输出电压折算到输入端电压的负值 。 7. 输入失调电流Iio 6. 输入偏置电流IiB 集成运放的两个输入端静态电流的平均值。 运放输入端输入信号为零时流入同相输入端与反相输入端的静态基极电流之差。 8.温度漂移 常用输入失调电压温漂 和输入失调电流温漂 来表示。 1.集成运放的电路模型 集成运放简化低频等效电路 5.5.4 集成运放的电路模型和电压传输特性 + _ + _ (+) (-) Aod越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 线性放大区 2.集成运放的电压传输特性 (a)运放输入、输出电压 + A + + + (b)集成运放的电压传输特性 差模输入电阻rid ? ? 共模抑制比KCMMR ? ? 输出电阻ro ? 0 开环放大倍数Aod ? ? 5.6.1 理想运算放大器的技术指标 输入失调电流Iio、输入偏置电流IiB 、输入失调电压Uio均为零。 理想运放的 虚短路 5.6.2 理想运算放大器工作在线性区的特点 1.在线性区存在“虚短” 即： 2.在线性区存在“虚断” 理想运放的 所以 所以 即： 虚断路 由理想运放的电压传输特性知，其线性区极小，开环状态（或正反馈下），运放工作在非线性区。 5.6.3