《差動(dòng)放大電路》PPT課件.ppt

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1、1電子技術(shù)模擬電路部分第三章集成運(yùn)算放大電路差動(dòng)放大器2主要內(nèi)容§1概述§2差動(dòng)放大電路的基本形式§3射極耦合差動(dòng)放大電路§4具有恒流源差動(dòng)放大電路集成運(yùn)算放大電路概述集成電路：是一種將“管”和“路”緊密結(jié)合的器件，它以半導(dǎo)體單晶硅為芯片，采用專門(mén)的制造工藝，把晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、二極管、電阻和電容等元件及它們之間的連線所組成的完整電路制作在一起，使之具有特定的功能。集成運(yùn)算放大電路：最初用于各種模擬信號(hào)的運(yùn)算（如比例、求和、求差、積分、微分等）上，故被稱為集成運(yùn)算放大電路，簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放。集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、因?yàn)楣杵喜荒苤谱鞔箅娙?/p>

2、，所以集成運(yùn)放均采用直接耦合方式。二、因?yàn)橄噜徳哂辛己玫膶?duì)稱性，而且受環(huán)境溫度和干擾等影響后的變化也相同，所以集成運(yùn)放中大量采用各種差分放大電路（作輸入級(jí)）和恒流源電路（作偏置電路或有源負(fù)載）。三、因?yàn)橹谱鞑煌问降募呻娐罚皇撬醚谀２煌?，增加元器件并不增加制造工序，所以集成運(yùn)放允許采用復(fù)雜的電路形式，以達(dá)到提高各方面性能的目的。四、因?yàn)楣杵喜灰酥谱鞲咦柚惦娮?，所以在集成運(yùn)放中常用有源元件（晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管）取代電阻。五、集成晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管因制作工藝不同，性能上有較大差異，所以在集成運(yùn)放中常采用復(fù)合形式，以得到各方面性能俱佳

3、的效果。輸入級(jí)：輸入電阻高、靜態(tài)電流小、共模抑制比高，常采用差動(dòng)放大電路。中間級(jí)：采用有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。偏置電路：為各級(jí)設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，鏡像電流源，微電流源。輸出級(jí)：線性范圍寬、輸出電阻小（即帶負(fù)載能力強(qiáng)）、非線性失真小等。常用互補(bǔ)共集放大電路構(gòu)成。輸入級(jí)偏置電路中間級(jí)輸出級(jí)+?uouid集成運(yùn)放的組成及其各部分的作用6在實(shí)踐中，通常采用多級(jí)放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大多級(jí)放大電路各級(jí)間的連接方式（耦合方式）有三種：阻容耦合，直接耦合，變壓器耦合7阻容耦合阻容耦合的優(yōu)點(diǎn)：由于前后級(jí)是通過(guò)電容相連的，所以各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)是相

4、互獨(dú)立的，不互相影響，這給放大電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)了很大的方便。阻容耦合的缺點(diǎn)：不適用傳送緩慢變化的信號(hào)。更不能傳送直流信號(hào)；另外，大容量的電容在集成電路中難以制造，所以，阻容耦合在線性集成電路中無(wú)法采用。8直接耦合為了避免電容對(duì)緩慢信號(hào)帶來(lái)的不良影響，去掉耦合電容，將前級(jí)輸出直接連到下一級(jí)，我們稱之為直接耦合。直接耦合的缺點(diǎn)：適用傳送緩慢變化的信號(hào)。直接耦合的缺點(diǎn)：前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響。零點(diǎn)漂移。9變壓器耦合通過(guò)變壓器，把初級(jí)的交流信號(hào)傳送到次級(jí)。而直流電壓和電流通不過(guò)變壓器。變壓器耦合主要用于功率放大電路。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)交流的傳送而

5、直流不能通過(guò)。而且可變換電壓和實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。缺點(diǎn)：體積大、重量大、頻率特性差。10uiRC1R1T1直接耦合電路的特殊問(wèn)題增加R2、RE2:用于設(shè)置合適的Q點(diǎn)。問(wèn)題1:前后級(jí)Q點(diǎn)相互影響。2.差動(dòng)放大電路的基本形式+UCCuoRC2T2R2RE211問(wèn)題2:零點(diǎn)漂移。前一級(jí)的溫漂將作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，使得當(dāng)ui等于零時(shí)，uo不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒(méi)12一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。2.基本差動(dòng)放大電路vi1vi2線性放大電路vo共模信號(hào)輸入電壓：差模信號(hào)：是指在兩個(gè)輸入端加幅度相等

6、，極性相反的信號(hào)。共模信號(hào)：是指在兩個(gè)輸入端加幅度相等，極性相同的信號(hào)。共模信號(hào)與差模信號(hào)差模信號(hào)輸入電壓：14二、抑制零漂的原理uo=UC1-UC2=0uo=(UC1+?uC1)-(UC2+?uC2)=0當(dāng)ui1=ui2=0時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：15三、差模電壓放大倍數(shù)Aud差模輸入信號(hào)：ui1=-ui2=1/2*Uid（大小相等，極性相反）(很大，>1)因ui1=-ui2，?uo1=-uo2?uo=uo1-uo2=2uo1差模電壓放大倍數(shù)：差模輸入電壓：Uid＝Ui1－Ui216四、共模電壓放大倍數(shù)AuC共模輸入信號(hào)：ui1=ui2=u

7、iC（大小相等，極性相同）理想情況：ui1=ui2?uC1=uC2?uo=0共模電壓放大倍數(shù)：（很小，<1)但因兩側(cè)不完全對(duì)稱，uo?017五.任意輸入的信號(hào):ui1,ui2，都可分解成差模分量和共模分量。注意：ui1=uiC+uid；ui2=uiC-uid例:ui1=20mV,ui2=10mV則：uid=5mV,uic=15mV差模分量:共模分量:3.射極耦合差動(dòng)放大電路18基本差動(dòng)放大電路靠電路的對(duì)稱性，在電路的兩管集電極c1、c2間輸出，將溫度的影響抵消，這種輸出我們稱為雙端輸出。而實(shí)際電路中每一個(gè)管子并沒(méi)有任何措施消除零漂，所以

8、，基本差動(dòng)電路存在如下問(wèn)題。①由于電路難于絕對(duì)對(duì)稱，所以輸出仍然存在零漂。②由于每一個(gè)管子沒(méi)有采取消除零漂的措施，所以當(dāng)溫度變化范圍十分大時(shí)，有可能差動(dòng)放大管進(jìn)入截止或飽和，使放大電路失去放大能力。③在實(shí)際