直接耦合放大電路中的零點(diǎn)漂移問題1）何謂零點(diǎn)漂移

1、項(xiàng)目九 多級放大電路和集成電路運(yùn)算放大器,1　多級放大電路,3 集成電路運(yùn)算放大器,2　差分放大電路,引　言,1.1 級間耦合問題,3.1.2 多級放大電路的分析,1　多級放大電路,為什么要多級放大？在項(xiàng)目八中，我們主要研究了由一個(gè)晶體管組成基本放大電路，它們的電壓放大倍數(shù)一般只有幾十倍。但是在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要放大非常微弱的信號，上述的放大倍數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，可以把多個(gè)基本放大電路連接起來

2、，組成“多級放大電路”。其中每一個(gè)基本放大電路叫做一“級”，而級與級之間的連接方式則叫做“耦合方式”。實(shí)際上，單級放大電路中也存在電路與信號源以及負(fù)載之間的耦合問題。,引　言,1.1 級間耦合問題,極間耦合形式：,直接耦合,電路簡單，能放大交、直流信號，“Q” 互相影響，零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。,阻容耦合,各級 “Q” 獨(dú)立，只放大交流信號，信號頻率低時(shí)耦合電容容抗大。,變壓 器耦合,用于選頻放大器、功率放大器等。,1、阻

3、容耦合阻容耦合是通過電容器將后級電路與前級相連接，其方框圖所示。,阻容耦合放大電路的方框圖,單級阻容耦合放大電路,兩極阻容耦合放大電路,1）各級的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。由于電容器隔直流而 通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨(dú)立的，這樣就給設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來很大方便。,2）在傳輸過程中，交流信號損失少。只要耦合電容選得 足夠大，則較低頻率的信號也能由前級幾乎不衰減地 加到后 級，實(shí)現(xiàn)逐級放

4、大。,優(yōu)點(diǎn)：,3）電路的溫漂小。4）體積小，成本低。,缺點(diǎn)：,2）低頻特性差；,1）無法集成；,3）只能使信號直接通過，而不能改變其參數(shù)。,2、 變壓器耦合,變壓器可以通過磁路的耦合把一次側(cè)的交流信號傳送到二次側(cè)，因此可以作為耦合元件。,變壓器耦合,的兩級放大電路,為什么要講變壓器耦合？因?yàn)樽儔浩髟趥魉徒涣餍盘柕耐瑫r(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。,圖4-5 變壓器的等效電路,工作原理：,優(yōu)點(diǎn)：,1）變壓器耦合

5、多級放大電路前后級的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。因?yàn)樽儔浩鞑荒軅魉椭绷餍盘枴?2）變壓器耦合多級放大電路基本上沒有溫漂現(xiàn)象。,3）變壓器在傳送交流信號的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。,缺點(diǎn)：,1）高頻和低頻性能都很差；,2）體積大，成本高，無法集成。,3 直接耦合,直接耦合和兩級放大電路,存在兩個(gè)問題：,1）第一級的靜態(tài)工作點(diǎn)已接近飽和區(qū)。,2）由于采用同種類型的管子，級數(shù)不能太多。,（1）直接耦合的具體形式,為了解決第一

6、個(gè)問題：可以采用如下的辦法。,（a）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R,R,B1,C1,,u,i,,u,o,T,T,1,2,U,,CE1,,,,,,,,,,,R,C2,(a) 加入電阻RE2,,,,,,,,,,,,,,,,R,R,B1,C1,,R,C2,u,i,u,o,T,T,1,2,R,Uz,,,,,,,,+V,,,,,Dz,,,,,,,,,,,CC,,,,,（b）在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管,,,,,,,,,,,,,,,,,R

7、,R,,B1,C1,,R,,E2,u,i,u,o,T,T,1,2,,,R,C2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,為了解決第二個(gè)問題：可以在電路中采用不同類型的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下圖所示。,利用NPN型管和PNP型管進(jìn)行電平移動,（1）電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。由于級間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。,（2）便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻，沒有電容器和電感器，因此便于集成。,

8、缺點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)：,（1）各級的靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，相互影響。會給設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)試帶來不便。,（2）引入了零點(diǎn)漂移問題。零點(diǎn)漂移對直接耦合放大電路的影響比較嚴(yán)重。,（2）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn),（3）直接耦合放大電路中的零點(diǎn)漂移問題,1）何謂零點(diǎn)漂移？,2）產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因,3）零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性及其抑制方法,電阻，管子參數(shù)的變化，電源電壓的波動。如果采用高精度電阻并經(jīng)經(jīng)過老化處理和采 用高穩(wěn)定度的電源，則晶體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零

9、點(diǎn)漂移的主要原因。,如果零點(diǎn)漂移的大小足以和輸出的有用信號相比擬，就無法正確地將兩者加以區(qū)分。因此，為了使放大電路能正常工作，必須有效地抑制零點(diǎn)漂移。,注意：為什么只對直接耦合多級放大電路提出這一問題呢？原來溫度的變化和零點(diǎn)漂移都是隨時(shí)間緩慢變化的，如果放大電路各級之間采用阻容耦合，這種緩慢變化的信號不會逐級傳遞和放大，問題不會很嚴(yán)重。但是，對直接耦合多級放大電路來說，輸入級的零點(diǎn)漂移會逐級放大，在輸出端造成嚴(yán)重的影響。特別時(shí)當(dāng)溫度變化

10、較大，放大電路級數(shù)多時(shí)，造成的影響尤為嚴(yán)重。,抑制零點(diǎn)漂移的方法：,1）采用恒溫措施，使晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽，因此設(shè)備復(fù)雜，成本高。,2）采用溫度補(bǔ)償法。就是在電路中用熱敏元件或二極管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）來與工作管的溫度特性互相補(bǔ)償。最有效的方法是設(shè)計(jì)特殊形式的放大電路，用特性相同的兩個(gè)管子來提供輸出，使它們的零點(diǎn)漂移相互抵消。這就是“差動放大電路”的設(shè)計(jì)思想。,3）采用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。,4）各級之間采用阻容耦合

11、。,4）零點(diǎn)漂移大小的衡量,△uIdr= △uOdr/Au △T,△uOdr是輸出端的漂移電壓；,△uIdr就是溫度每變化1℃折合到放大電路輸入端的漂移電壓。,△T是溫度的變化；,Au是電路的電壓放大倍數(shù)；,思路：根據(jù)電路的約束條件和管子的IB、IC和IE的相互關(guān)系，列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn)，則應(yīng)以此為突破口，簡化求解過程。,1.2多級放大電路的分析,1、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析,變壓器耦合 同第二章單級放大電路阻容耦合

12、直接耦合,,,例:1,如圖所示的兩級電壓放大電路，已知β1= β2 =50, T1和T2均為3DG8D。計(jì)算前、后級放大電路的靜態(tài)值(UBE=0.6V);,解:,兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。,,RB1,,,,,,,,,,,,C1,C2,,RE1,+,+,+,–,,,,,,,,,,,,,,RC2,C3,,,,,,,CE,+,+,+24V,+,–,,,T1,T2,,,1M?,27k?,82k?,43k?,7.5k?,510?,1

13、0k?,,,,,,,,,,第一級是射極輸出器:,第二級是分壓式偏置電路,解:,RB1,,,,,,,,,,,,C1,C2,,RE1,+,+,+,–,,,,,,,,,,,,,,RC2,C3,,,,,,,CE,+,+,+24V,+,–,,,T1,T2,,,1M?,27k?,82k?,43k?,7.5k?,510?,10k?,,,,,,,,2、動態(tài)性能分析,= Au1·Au2 · · · Aun,Au1(

14、dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + · · · + Aun (dB),考慮級與級之間的相互影響，計(jì)算各級電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把后級的輸入電阻作為前級的負(fù)載處理!!!,,（1）放大倍數(shù)的計(jì)算,（2）輸入和輸出電阻的計(jì)算,多級放大電路的輸入電阻為第一級放大電路的輸入電阻。,多級放大電路的輸出電阻為最后一級放大電路的輸出電阻。,例:2,如圖所示的兩級電壓放大電路，已知β1= β2 =50,

15、T1和T2均為3DG8D。,（1）求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。（2）求放大電路的輸入電阻和輸出電阻,（1）求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù),第一級放大電路為射極輸出器,2,b,I,2,c,I,,,,,,,,,,,rbe2,,,,,,RC2,,,rbe1,,,,,RB1,1,b,I,1,c,I,,,,,,,,,,,,,RE1,,,,+,_,+,_,+,_,,,第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路,總電壓放大倍數(shù),(2) 計(jì)算

16、r i和 r 0,微變等效電路,由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級輸入電阻 ri2。,,2,b,I,2,c,I,,,,,,,,,,,rbe2,,,,,,RC2,,,rbe1,,,,,RB1,1,b,I,1,c,I,,,,,,,,,,,,,RE1,,,,+,_,+,_,+,_,,,,?1 = 60, ?2 = 100; r

17、be1= 2 k?, rbe2 = 2.2 k?。求 Au, Ri, Ro。,例 3:,[解],Ri2 = R6 // R7 // rbe2,R?L1 = R3 // Ri2,AU=AU1?AU2,Ri = Ri1= R1 // R2 // [rbe1 + (1+ ?1)R4],Ro = R8 = 4.7 k?,3、三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場合,阻容耦合放大電路：用于交流信號的放大。,變壓器耦合放大電路：用于功率放大及調(diào)諧放大。,直

18、接耦合放大電路：一般用于放大直流信號或緩慢變化的信號。,集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了抑制零漂，它的輸入級采用特殊形式的差動放大電路。,2　差分放大電路,2.1 差分放大電路的工作原理,2.3 具有恒流源差分放大電路,2.2 差分放大電路的輸入輸出形式,2.1 差動放大電路的工作原理,(Differential Amplifier),一 電路組成及抑制零漂的工作原理,1、電路組成,特點(diǎn)： a.兩只完全相同的管子；

19、 b.兩個(gè)輸入端， 兩個(gè)輸出端； c.元件參數(shù)對稱；,2、抑制零漂的工作原理,原理：靜態(tài)時(shí)，輸入信號為零，即將輸入端①和②短接。由于兩管特性相同，所以當(dāng)溫度或其他外界條件發(fā)生變化時(shí)，兩管的集電極電流ICQ1和ICQ2的變化規(guī)律始終相同，結(jié)果使兩管的集電極電位UCQ1、UCQ2始終相等，從而使UOQ=UCQ1-UCQ2≡0，因此消除了零點(diǎn)漂移。,具體實(shí)踐：在實(shí)踐中，兩個(gè)特性相同的管子采用“差分對管”，兩半電路中對應(yīng)的電阻可用電

20、橋精密選配，盡可能保證阻值對稱性精度滿足要求。,結(jié)論：可想而知，即使采取了這些措施，差動放大電路的兩半電路仍不可能完全對稱，也就是說，零點(diǎn)漂移不可能完全消除，只能被抑制到很小。,3、信號的輸入方式和電路的響應(yīng),（1）差模輸入方式,Ui1=Uid，Ui2=Uid,差模輸入信號為Ui1 － Ui2=2 Uid,差模輸入方式,若Ui1的瞬時(shí)極性與參考極性一致，則Ui2的瞬時(shí)極性與參考極性相反。則有：,ui1↑→ib1 ↑ →ic1 ↑ →uc

21、1↓,ui2 ↓ →ib2 ↓ →ic2 ↓ →uc2 ↑,輸出電壓uO= uC1 － uC2≠0，而是出現(xiàn)了信號，記為Uod。,定義：Ad=Uod/2Uid,,,結(jié)論：差模電壓放大倍數(shù)等于半電路電壓放大倍數(shù)。,（2）共模輸入方式,Ui1=Ui2=Uic,在共模輸入信號作用下，差放兩半電路中的電流和電壓的變化完全相同。,ui1=ui2=0，uo=0,Ui1=Ui2=Uic時(shí)，Uoc=0。,定義：Ac=Uoc/Uic,共模輸入方式下的差放

22、電路,Ac叫做共模電壓放大倍數(shù)。理論上講，Ac為0，實(shí)際上由于電路不完全對稱，可能仍會有不大的Uoc，一般Ac《1。,既然UOC=0或者UOC很小，為什么還要討論共模輸入呢？差放的兩半電路完全對稱，又處于同一工作環(huán)境，這時(shí)溫度變化以及其它干擾因素對這兩半電路都有完全相同的影響和作用，都等效成共模輸入信號。如果在Uic作用下，Uoc=0或Ac=0，則說明差放有效地抑制了因溫度變化而引起的零漂。,（3）任意輸入方式,輸入端分別接

23、Ui1和Ui2，這種輸入方式帶有一般性，叫“任意輸入方式”。,Uic = (Ui1+ Ui2 ) / 2,Ui1=Uic+Uid,Ui2=Uic+（-Uid）,若,則,Uid = (Ui1- Ui2 ) / 2,任意輸入方式,（3）任意輸入方式,輸入端分別接Ui1和Ui2，這種輸入方式帶有一般性，叫“任意輸入方式”。,Uic = (Ui1+ Ui2 ) / 2,Ui1=Uic+Uid,Ui2=Uic+（-Uid）,若,則,Uid =

24、(Ui1- Ui2 ) / 2,例如：,Ui1=10mV,Ui2=6mV,則 Uid=2mV Uic=8mV,利用疊加原理得到：,Uo=Ad·2Uid+AcUic,= Ad（ Ui1- Ui2 ）,結(jié)論：在任意輸入方式下，被放大的是輸入信號Ui1和Ui2的差值。這也是這種電路為什么叫做“差動放大的原因”。,（4）存在的問題及改進(jìn)的方案,以上研究的是基本的差動放大電路，它實(shí)際上不可能完全抑制零漂，因?yàn)閮砂腚娐凡粫?/p>

25、完全對稱。另外，如果從一管輸出，則與單管放大電路一樣，對零漂毫無抑制能力，而這種“單端輸出”方式的形式又是經(jīng)常采用的。,穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，就是要減小ICQ的變化，而抑制零點(diǎn)漂移也同樣是減小ICQ的變化。即抑制零點(diǎn)漂移和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)是一回事。因此可以借鑒工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中采用過的方法，在管子的射極上接一電阻。這樣，基本的差動放大電路就改進(jìn)為如圖4-15所示。,圖4-15,可以想見，RE越大，則工作點(diǎn)越穩(wěn)定，零點(diǎn)漂移也越小。但，RE太大，在

26、一定的工作電流下，RE上的壓降太大，管子的動態(tài)范圍就會變小，如圖4-16所示。為了保證一定的靜態(tài)工作電流和動態(tài)范圍，而RE又希望取得大些，常采用雙電源供電，用電源VEE提供RE上所需的電壓。采用雙電源供電后的的負(fù)載線也如圖4-16所示，可以看出在同一個(gè)ICQ下，輸出電壓的動態(tài)范圍大多了。,改進(jìn)后的電路叫射極耦合差動放大電路也叫長尾電路。,射極耦合差動放大電路,因?yàn)橛胸?fù)電源VEE提供發(fā)射極正偏所需要的電壓，所以RB可以去掉。VT

27、1和VT2的射極之間還接入了電位器RW，用于電路調(diào)零。,二 射極耦合差動放大電路的靜態(tài)分析,靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：,忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V,三 射極耦合差動放大電路的動態(tài)分析,以雙端輸入雙端輸出為例。,在討論基本差動放大電路時(shí)已經(jīng)討論過,（1）Ad=Ad1,（2）對于任意輸入信號Ui1和Ui2，可以用一個(gè)差模信號和一個(gè)共模信號疊加來表示。其中,Uid = (Ui1- Ui2 ) / 2,Uic = (Ui1+ Ui2

28、) / 2,因此總是分別求電路的差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)。,1、差模電壓放大倍數(shù),關(guān)鍵在于畫出差模信號作用下，半電路的交流通路和微變等效電路。,A、對差模信號，若一管的射極電流增大△I，則另一管的射極電流必然減小△I，因而流過射極電阻RE的總電流不變，即RW的滑動端C點(diǎn)的電位恒定，相當(dāng)于交流接地。,B、負(fù)載RL中點(diǎn)電位為交流地電位。,解釋原因。,由此畫出半電路的交流通路如圖所示。,圖4-19,2、共模電壓放大倍數(shù),在理想

29、情況下，共模電壓放大倍數(shù)Ac=0。,3、差模輸入電阻Rid,圖4-20 差模輸入電阻的等效電路,Rid=2[R1+rbe+(1+β)Rw/2],4、差模輸出電阻,Rod=2RC,5、共模輸入電阻,6、共模輸出電阻,Roc=2RC,10、差動放大電路的電壓傳輸特性,,差放雙入雙出電壓傳輸特性,7、共模抑制比,KCMR= ︱Ad/Ac ︱,用分貝表示： KCMR=20lg ︱ Ad/Ac︳,Ad越大越好，Ac越小越好，因此KCMR越大越好

30、。,8、最大共模輸入電壓UICM,9、最大差模輸入電壓UIDM,2.2.差分放大電路的輸入輸出形式,差動放大器共有四種輸入輸出方式: 1. 雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出） 2. 雙端輸入、單端輸出（雙入單出） 3. 單端輸入、雙端輸出（單入雙出） 4. 單端輸入、單端輸出（單入單出） 主要討論的問題有： 差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù) 差模輸入電阻 輸出電阻,1.雙端輸入雙端

31、輸出,(1)差模電壓放大倍數(shù),（2）共模電壓放大倍數(shù),（3）差模輸入電阻,（4）輸出電阻,輸入幅值不同，如何處理,,2. 雙端輸入單端輸出,這種方式適用于將差分信號轉(zhuǎn)換為單端輸出的信號。,(1)差模電壓放大倍數(shù),（2）差模輸入電阻,（3）輸出電阻,（4）共模電壓放大倍數(shù),共模等效電路：,3. 單端輸入雙端輸出,單端輸入等效雙端輸入: 因?yàn)橛覀?cè)的Rb+rbe歸算到發(fā)射極回路的值[(Rs+rbe) /(1+?)]<<

32、 Re，故 Re 對 Ie 分流sss極小，可忽略，于是有,vi1 = －vi2 = vi /2,計(jì)算同雙端輸入雙端輸出：,4. 單端輸入單端輸出,注意放大倍數(shù)的正負(fù)號： 設(shè)從T1的基極輸入信號，如果從C1 輸出，為負(fù)號；從C2 輸出為正號。,計(jì)算同雙入單出：,(1)差模電壓放大倍數(shù),與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：,差動放大器動態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié),雙端輸出時(shí)：,單端輸出時(shí)：,(2)共模電壓放大倍數(shù),與單端輸入還

33、是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：,雙端輸出時(shí)：,單端輸出時(shí)：,(3)差模輸入電阻,不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。,單端輸出時(shí)， 雙端輸出時(shí)，,(4)輸出電阻,(5)共模抑制比,共模抑制比KCMR是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。,，或,雙端輸出時(shí)KCMR可認(rèn)為等于無窮大， 單端輸出時(shí)共模抑制比：,,2.3 具有恒流源差分放大電路,1、電

34、路的組成和工作原理,KCMR= Ad/Ac,從以上兩式看出要減小Ac，提高共模抑制比，應(yīng)增大RE，但RE不能太大，因?yàn)镽E上的壓降由VEE提供。在保持VT1、VT2兩管的工作電流為一定值時(shí)，要加大RE，必須提高VEE，這是有困難的。能不能找到這樣一種元器件，它的直流電阻很小，而它的交流電阻卻很大，這樣靜態(tài)時(shí)不需要很大的VEE，動態(tài)時(shí)的AC卻很小，KCMR很大？,2、電流源電路,減少共模放大倍數(shù)的思路：,?,增大 REE,用恒流源代替 R

35、EE,,特點(diǎn)：,直流電阻為有限值,動態(tài)電阻很大,1. 三極管電流源,簡化畫法,電流源代替差分電路中的 REE,3.具有電流源的差分放大電路,簡化畫法,V3、V4 構(gòu)成比例電流源電路,能調(diào)零的差分電路,例,(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)；,(2)求電路的差模 Aud，Rid，Ro。,[解],(1) 求“Q”,? = 100,ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0,UCQ1 = UCQ2 = 6 – 0.42 ? 7.5 = 2.85 (

36、V),(2)求 Aud，Rid，Ro,Ro = 2RC = 15 (k?),3 集成電路運(yùn)算放大器,3.1　集成運(yùn)放基本知識,3.2 通用型集成運(yùn)算放大器的組成及基本特性,3.1 集成運(yùn)放基本知識,一、通用型集成運(yùn)放(Operational Amplifier)的組成,1. 模擬集成電路的特點(diǎn),1) 直接耦合：,采用差分電路形式，元件相對誤差??；,2) 大電阻用恒流源代替，大電容外接；,3) 二極管用三極管代替(B、C 極接在一起

37、)；,4) 高增益、高輸入電阻、低輸出電阻。,2. 組成方框圖,輸入級：,差分電路，大大減少溫漂。,中間級：,采用有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。,輸出級：,OCL 電路，帶負(fù)載能力強(qiáng),偏置電路：,鏡像電流源，微電流源。,輸入級,V1、V3 和 V2、V4,3. 通用型集成運(yùn)算放大器 741 簡化電路,共集-共基組合差分電路,V5、V6,有源負(fù)載,構(gòu)成雙端變單端電路,中間級,V7、V8,復(fù)合管，共發(fā)射極,具有高增益,輸出級,甲乙類互補(bǔ)對

38、稱功率放大電路 (OCL),V11 ? V13,采用單電源(OTL)時(shí)，輸入端靜態(tài)電位應(yīng)為 0.5VCC。,二、集成運(yùn)算放大器電路符號及理想化條件,1. 運(yùn)放的符號,習(xí)慣用符號,國家標(biāo)準(zhǔn)符號,直流電源接法,(VCC = VEE ),等效電路,u+ — 同相端輸入電壓,u- — 反相端輸入電壓,uid — 差模輸入電壓,uid = u? – u+,Aud — 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù),uo = Aud(u+ – u?),1) Aud ??,

39、2. 運(yùn)放特性的理想化,6)UIO ? 0，IIO ? 0,理想運(yùn)放：,4) KCMR ? ?,5)BW ? ?,2) Rid ? ?,3)Ro ? 0,傳輸特性,理想,,,,線性區(qū),1) Aud ??,2. 運(yùn)放特性的理想化,6)UIO ? 0，IIO ? 0,理想運(yùn)放：,4) KCMR ? ?,5)BW ? ?,2) Rid ? ?,3)Ro ? 0,傳輸特性,理想,,,,線性區(qū),實(shí)際,3. 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的兩個(gè)

40、特點(diǎn),1) u+ ? u–(虛短),證：,uo = Aud (u+ – u–) = Aud uid,u+ – u– = uo/Aud ? 0,2) i+ ? i– ? 0 (虛斷),證：,i+ = uid / Rid ? 0,同理 i – ? 0,,4. 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的兩個(gè)特點(diǎn),1)u+ > u–時(shí)， uo = Uomax,u+ < u –時(shí), uo= –UOmax,2)i+ ? i– ? 0 (虛斷),,3

41、.3.2通用型集成運(yùn)算放大器的組成及基本特性,一、集成電路器件命名及主要性能指標(biāo),1. 國標(biāo) GB-3430-82 對集成電路的規(guī)定,2. 主要參數(shù),1) 輸入失調(diào)電壓 U IO,使 UO = 0，輸入端施加的補(bǔ)償電壓,2) 輸入偏置電流 I IB,幾毫伏,UO = 0 時(shí)，,10 nA ? 1 ?A,3) 輸入失調(diào)電流 IIO,UO = 0 時(shí)，,1 nA ? 0.1 ?A,4) 開環(huán)電壓增益 Aud,100 ? 140 dB,5)

42、差模輸入電阻 R id,輸出電阻 Ro,幾十千歐 ? 幾兆歐,幾十歐 ? 幾百歐,6) 共模抑制比 KCMR,> 80 dB,7) 最大差模輸入電壓 UIdM,共模輸入 U IC 過大，K CMR下降,當(dāng) UId 過大時(shí)，反偏的 PN 結(jié)可能因反壓過大而被擊穿。,,NPN 管 UIdM = ? 5 V橫向 PNP 管 UIdM = ? 30 V,CF741 為 ? 30 V,8)最大共模輸入電壓 UIC

43、M,9) 最大輸出電壓幅度 UOPP,輸出級為 OCL 電路,一般比電源電壓小一個(gè) UCE(sat)如電源電壓 ? 15 V，U OPP 為 ? 13 ? 14 V,CF741 為 ? 13 V,二、集成運(yùn)放使用注意事項(xiàng),(一) 集成運(yùn)放的封裝和引腳排列,封裝形式:,金屬圓形、雙列直插式、扁平式,封裝材料:,陶瓷、金屬、塑料,例:,塑封雙列直插式(DIP)CF741,DIP—Dual In-Line Pakage,(二) 集成運(yùn)放