1、电子技术基础,模拟电子部分,第三章 集成运算放大电路基础,概述 集成电路的分类及特点,集成电路是60年代初发展起来的一种半导体器件，它将元、器件和电路集成在一块半导体晶片上，构成具有特殊功能的电路。它具有密度高，引线短，体积小，外部连线少的特点，从而大大提高了电子设备的可靠性和灵活性，降低了成本，为电子技术的应用开辟了崭新的时代。,一、分类：,按制造工艺分：,按导电类型分：,按功能分：,线性集成电路加上不同的反馈，可构成各种运算电路，实现各种运算功能，因此又称为集成运算放大器。,按集成度：,SSI MSI LSI VLSI,数字集成电路,模拟集成电路：,线性：（高增益）直耦放大,集成运算放大器
2、（简称运放）实质上是一种具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。由于采用直接耦合方式，因此这种电路既能放大交流信号，又能放大直流（或缓变）信号。但直耦电路存在零点漂移问题。,零点漂移输入信号为零时，放大电路输出端也会出现一个缓慢、不规则变化的电压，这种现象称为零点漂移。,差动放大电路是抑制直耦电路零点漂移的最有效的电路结构。,二、特点,第一节 差动放大电路,一、基本差动放大电路,二、抑制零点漂移原理,理想情况下，电路对称，Ui=0（静态时），IC1=IC2，UC1=UC2，所以U0=UC1-UC2=0,故：零漂移被抑制。,即,由于电路完全对称，两管UC的变化相同，所以Uo=0，从而AC=0（实际
3、上两管不可能完全对称，即 Uo0 ，但AC很小 ）。,三、当有信号输入时（Ui=0）,对称差放的工作情况分成以下几种来讨论：,1、ui1=ui2 （大小、相位均相同）,称为共模输入,2、ui1=ui2（大小相同、极性相反）,称为差模输入,差模放大倍数：,（设Ui1为正）,即：与单管放大倍数相同。,3、ui1 ui2 ( 两个输入信号既非差模，又非共模，它们的大小和极性是任意的)称为比较输入,问题： 为什么要引入差放呢？,引入差动电路的主要目的是多用一个放大管来换取对零漂的抑制,可分解为共模分量和差模分量,四、共模抑制比CMRR：,差模电压放大倍数Ad对共模电压放大倍数Ac之比的绝对值。CMRR
4、越高的差动放大电路，抑制零点漂移的能力越强。,例： 电路如图（见下页），已知 Rc=10k , RB=300k,RS=2k, rbe1=rbe2=1k, 1=2=50。 1）此电路若采用单端输出，能抑制零漂吗？ 2）若结构上完全对称，求差模电压放大倍数Ad和共模电压放大倍数Ac。,AC=0,第二节 典型差动放大电路,1、利用差动抑制零漂,3.2.1 长尾式差放,一、工作原理,2、利用RP调校对称性,由于长尾电路的偏流由负电源UEE提供，所以RB可以不用，而保留RS,3、利用RE稳定静态工作点，抑制共模信号（零漂）。,1）对于共模输入，IC1、IC2同时增加，IRE增加,UE升高，UBE减小，从
5、而限制IC1、IC2的增加，RE起共模电流负反馈作用。,2）对于差模输入， IC1= IC2 , IRE保持不变， UE=0，RE不起作用。,可见，RE引入的共模负反馈使AC减小了，降低了每个管子的零漂；但对Ad没有影响，因此提高了电路的共模抑制比。,RE愈大，共模负反馈愈强，零漂越小。但是随着RE的增大，其上的直流压降也愈大，故引入一个负电源UEE来补偿RE上的压降，以免输出电压范围减小；同时也保证UB近似“0”电位。,两管对称,二、性能分析,1静态分析（Ui=0） ：,IB1=IB2=IB,IE1=IE2=IE=IRE/2,IC1=IC2=IC,根据电路：,2动态分析（ ui1=ui2 ）
6、 ：,对于差模输入信号，由于两管的输入信号幅度相等而极性相反，所以 IC1= IC2 , 流过RE的电流IRE保持不变， 则 UE=0，UE相当于一个固定电位，可等效作电源同样考虑，则在画交流通路时可看作交流地，故得单管交流通路如下：,1）等效电路：,）放大倍数：,当在两管的集电极间接入负载RL时，由于差动输入，一管UC升高，另一管UC降低，RL中点的电位不变，相当于交流地，故可以认为每管各带一负载RL/2，所以 RL =RC/（RL/2）。,Ui=Ui1-Ui2，输入信号以电压的形式相加减，故可以认为两输入端口之间为串联的关系，所以差模输入电阻为：,3）差动输入电阻ri,4）差模输出电阻ro,ri=2（RS+rbe）+（1+） RP,ro=2RC,例：如图所示的 双端输入的 差动放大电路中，已知Ucc=12V,UEE=12V,RB=300k，Rs=20k,=50。试计算：1）Q值； 2）双端输出的电压放大倍数。 Rp可忽略。,解：,UCEQ UCC ICQ RC （UBQUBEQ ） = 5.85 V,
