1、1 1第3章 集成运算放大器3.1差 动 放 大 器3.1.1直接耦合放大电路需要解决的问题在第2章讨论多级放大电路的耦合方式时已指出，由于阻容耦合电路无法传递缓慢变化的信号，因此必须采用直接耦合放大电路。直接耦合电路也是线性集成电路内部的基本组成部分。但是直接耦合电路与阻容耦合相比，存在着两个需要解决的问题。2 2第3章 集成运算放大器1.各级静态工作点之间互相影响、互相牵制在阻容耦合电路中，各级之间用电容隔开，直流通路是断开的，因此各级静态工作点互相独立；而直接耦合电路前后级之间存在直流通路，当某一级的静态工作点发生变化时，其前后级也将受到影响。所以，在直接耦合放大电路中必须采取一定的措施
2、，以保证既能有效地传递信号，又要使每一级有合适的静态工作点。3 3第3章 集成运算放大器2.零点漂移问题一个理想的直接耦合放大电路，当输入信号为零时，其输出电压应保持不变(不一定是零)，但实际上，把一个多级直接耦合放大电路的输入端短接(ui=0)，用记录仪测量其输出端电压时，却发现有如图3.1所示的输出波形。它并不是恒定值，而是忽大忽小、缓慢地、无规则变化的输出电压，这种现象称为零点漂移。4 4第3章 集成运算放大器图3.1零点漂移现象5 5第3章 集成运算放大器当放大电路输入信号后，这种漂移就伴随着信号共存于放大电路中，难以分辨。如果漂移量大到足以和信号量相比时，放大电路就无法正常工作了。因
3、此，必须知道产生漂移的原因，并相应地采取抑制漂移的措施。产生零点漂移的因素很多，任何元器件参数的变化，以及电源电压的波动，都将造成输出电压的漂移。实践证明，温度变化是产生零点漂移的主要因素。6 6第3章 集成运算放大器在阻容耦合的放大电路中，由于耦合电容的作用，这些变化很缓慢的信号不会传到下一级放大电路。在直接耦合放大电路中，前一级的漂移会被送到后一级，被后级电路放大。在多级直接耦合放大电路的各级漂移当中，又以第一级漂移的影响最为严重，因为第一级的漂移会被逐级放大，以致影响到整个放大电路的工作。所以，抑制漂移要把重点放在第一级。衡量一个放大器的零点漂移，不能只看它的输出电压漂移了多少，还要看放
4、大器的放大倍数有多大。因此，零点漂移一般要折合到输入端来衡量。7 7第3章 集成运算放大器下面介绍几种抑制零点漂移的具体措施：(1)选用温漂小的元器件；(2)电路元件在安装前要经过认真筛选和“老化”处理，以确保质量和参数的稳定性；(3)为了减小电源电压波动引起的漂移，要采用稳定度高的稳压电源；(4)采用温度补偿电路；(5)采用调制型直流放大器；(6)采用差动放大电路。8 8第3章 集成运算放大器3.1.2差动放大电路在直接耦合放大电路中，抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路，多级直接耦合放大电路的输入级广泛采用这种电路。1.基本差动放大电路(双端输入、双端输出)电路结构及抑制零点漂移的原
5、理基本差动放大电路如图3.2所示。它由完全对称的左右两个单管共射放大电路合成。信号电压分别从两管基极输入，称为双端输入；输出电压则取自两管的集电极之间，称为双端输出。直接耦合放大电路的信号常常是缓慢变化的信号，而不一定是正弦交流信号。9 9第3章 集成运算放大器图3.2基本差动放大电路1010第3章 集成运算放大器基本差动电路具有抑制零点漂移的能力。在某一温度下，若ui=0，即将图3.2中左右两边输入端短路，根据电路的对称性，左右两边集电极电位相等，即uo1=uo2，则输出端电压uo=uo1-uo2=0，实现了零输入时对应的零输出。当温度升高时，两管的集电极电流都增大，集电极电位都下降，由于电
6、路对称，因此两边的变化量相等，即uo1=uo2，则uo=uo1-uo2=0。虽然每个管子都产生了零点漂移，但是，输出电压依然为零。只要各元件参数如、Rc等完全相等，零点漂移就可基本得到抑制了。该电路对于电源电压UCC的波动所引起的漂移也同样可以抑制。1111第3章 集成运算放大器2)双端输入、双端输出差动放大电路的分析上面讲到，差动放大电路之所以能抑制零点漂移，是因为电路的对称性。实际上，完全对称的情况并不存在，所以单靠电路的对称性来抑制零点漂移是有限度的。另外，上述差动电路每个管子的集电极电位的漂移并未受到抑制，如果采用单端输出(输出电压从一个管的集电极与“地”之间取出)，漂移根本无法抑制。
7、为此，常采用图3.3所示的具有公共发射极电阻的差动式放大电路。在这个电路中，增加了发射极电阻Re和负电源UEE，这种电路又称为长尾电路。1212第3章 集成运算放大器图3.3具有公共发射极电阻的差动放大电路(a)电路图；(b)实物接线图1313第3章 集成运算放大器Re的主要作用是稳定电路的静态工作点，限制每个管子的漂移范围，进一步减小零点漂移。例如，温度的变化使三极管IC1和IC2同时增大，电路将有以下稳定过程(其中UE为射极对地电压)：上述过程说明，温度变化时，IC1和IC2的变化受到抑制，使两管集电极电位的漂移也得到一定程度的抑制。Re越大，引起的Ue变化就越大，抑制零点漂移的能力就越强
8、。1414第3章 集成运算放大器在图3.3中，设两边输入端之间加有输入信号uid。由于电路是对称的，每边只得到输入信号电压uid的一半，由图可见，它们对“地”电压的极性相反，即ui1=uid/2，ui2=-uid/2。在差动电路中，这种左右两边输入端所获得的对地大小相等、极性相反的信号电压就称为差模信号，用带下标“d”的符号表示，并符合下列关系uid=ui1-ui2 (3.1)1515第3章 集成运算放大器Re的存在并不影响对差模信号的放大，这是因为电路在差模信号作用下，一管发射极电流增加，另一管发射极电流减小，若两个单边放大器性能完全对称，则增加量和减小量相等，因而流过Re的电流保持不变，故
9、两管射极电位也不变，在微变等效电路中，两管的射极相当于交流接地。由此可见，Re对差模信号的放大不产生任何影响。1616第3章 集成运算放大器差模信号就是需要被放大的有用信号。在它的作用下，一管电流上升，一管电流下降。这样两管集电极电位一个下降一个上升，就有了差值，从而产生了输出电压，即uod=uo1-uo2因此，差动放大电路对差模信号有放大作用。输出电压与引起该电压的输入差模电压uid的比值，定义为电路的差模电压放大倍数，用Aud表示。1717第3章 集成运算放大器由图3.3可见，左右两边单管放大电路的放大倍数Au1和Au2相等，根据对共射电路的分析，单管放大电路的电压放大倍数：则 1818第
10、3章 集成运算放大器所以，差动放大电路的差模电压倍数:(3.2)由式(3.2)可见，差动电路双端输入、双端输出结构的电压放大倍数和单管共射电路的放大倍数相同。采用差动放大电路只是为了抑制零点漂移。当在两个集电极之间接有负载电阻RL时电压放大倍数：1919第3章 集成运算放大器因为在输入差模信号时，两个集电极的电位变化方向相反，在RL的中点相当于交流地电位，所以，公式中的等效负载电阻 。电路的差模输入电阻为两输入端之间的电阻，即 rid2(Rb+rbe)(3.3)电路的两集电极之间的差模输出电阻为 rod=2Rc (3.4)2020第3章 集成运算放大器前已说明，差动放大电路中两个单管放大器是有
11、零点漂移的。这两个单管放大器的零点漂移可以看成是由两个大小相等、极性相同的信号作用于输入端所致。这两个大小相等、极性相同的信号称为共模输入信号，用带有下标“c”的符号表示。在图3.3所示电路中，共模输入信号输入时，ui1=ui2=uic共模输入时的输出电压用uoc表示。2121第3章 集成运算放大器共模信号是反映温漂、干扰或噪声等无用信号的。若图3.3所示的电路完全对称，则在共模信号作用下，两个单管放大器同时等量放大，结果输出电压uo1uo2，uoc=0；若电路不对称，则输出将出现一微小的输出电压uoc，相当于电路对共模信号有放大作用。电路的共模电压放大倍数定义为 (3.5)2222第3章 集
12、成运算放大器对差动放大电路来说，差模信号是有用信号，要求对它有较大的放大倍数；而共模信号是需要抑制的，因此对它的放大倍数要越小越好。共模信号的放大倍数越小，就意味着零点漂移越小，抗共模干扰能力越强。为了全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力，通常引入共模抑制比KCMR来表征。其定义为放大电路对差模信号的放大倍数Aud和对共模信号的放大倍数Auc之比的绝对值，即 (3.6)2323第3章 集成运算放大器或用对数形式表示：(3.7)显然，共模抑制比越大，差动放大电路分辨有用的差模信号的能力越强，受共模信号的影响越小。对于双端输出的差动放大电路，若电路完全对称，则Auc=0，KCMR，
13、这是理想情况。而实际情况是，电路并不能完全对称，共模抑制比也不可能趋于无穷大。2424第3章 集成运算放大器知识窗 差动放大电路两个输入端同时加入信号时怎样分析？当两个输入端的电压既不是差模信号也不是共模信号，而是任意的两个信号时，可以将这两个输入信号分解成共模信号和差模信号，然后再处理。其中差模信号是两个输入信号之差，共模信号是两个输入信号的平均值。2525第3章 集成运算放大器2.其它形式的输入、输出方式差动放大电路有两个输入端和两个输出端，所以在信号的输入和输出方式上可以根据不同的情况加以选择。1)双端输入、单端输出 图3.4所示电路中，输出信号从一个管子的集电极对地输出，这种输出方式叫
14、单端输出。与前述双端输入、双端输出电路比较，它有以下两点区别：2626第3章 集成运算放大器图3.4双端输入、单端输出的差动放大电路2727第3章 集成运算放大器(1)静态时输出电压有可能不为零。(2)输出信号只从一个管子的集电极对地输出，所以差模电压放大倍数是双端输出电压的一半，即 (3.8)信号也可以从V2的集电极输出，此时式中无负号，表示同相输出。这种接法常用来将差模信号转换为单端输出的信号，以便与后面的连接有公用的接地端的放大级连接。2828第3章 集成运算放大器2)单端输入、双端输出如图3.5所示，输入信号只从一个单管放大器的输入端引入，而另一管的输入端接地，这种输入方式称为单端输入
15、。2929第3章 集成运算放大器图3.5单端输入、双端输出差动放大电路3030第3章 集成运算放大器如图3.5所示，电路中，1管所对应的输入端电压，2管所对应的输入端电压。可以认为两输入端同时有一组共模信号和一组差模信号输入：共模信号为 ；差模信号为 ,。根据叠加定理，输出电压等于共模输入电压乘以共模电压放大倍数，加上差模电压放大倍数乘以差模输入电压。在电路对称的情况下，Auc=0，所以共模输出电压等于零，则输出电压等于差模电压放大倍数乘以差模输入电压。3131第3章 集成运算放大器可见，在单端输入的差动电路中，两管所取得的信号可以认为是一对差模信号。于是，单端输入电路便可转换成双端输入形式，
16、因此双端输入的各种结论，均适用于单端输入情况。单端输入、双端输出差动放大电路把单端输入的信号转换成双端输出，可作为下一级的差动输入，以便更好地利用差动放大电路的特点。3232第3章 集成运算放大器3)单端输入、单端输出单端输入、单端输出的差动放大电路如图3.6所示。由上面的分析可得出单端输出差模电压的放大倍数为它的优点是，可从1或2的集电极输出，能得到同相放大或反相放大；缺点是共模抑制比比较低。3333第3章 集成运算放大器图3.6单端输入、单端输出3434第3章 集成运算放大器综上所述，差动电路的四种接法可归纳如下：(1)四种接法的差动电路，由于对称关系，每边得到的输入差模电压均为外加差模输
17、入电压的一半。(2)双端输出的差模电压放大倍数相当于单管放大电路的电压放大倍数；单端输出的差模电压放大倍数为双端输出的一半。(3)四种接法的差模输入电阻，都比单管共射电路的输入电阻大一倍。(4)双端输出的差模输出电阻要比单端输出的大一倍。3535第3章 集成运算放大器3.恒流源差动放大电路分析上述电路可知，增加Re能够有效地抑制共模信号。但是Re值不能任意增加，Re越大，补偿Re直流压降的负电源UEE也越大，这是不合适的。为了能用较小的UEE值而得到较大的KCMR值，可以采用三极管恒流源来代替电阻Re，这就是具有恒流源的差动放大电路，如图3.7所示。3636第3章 集成运算放大器图3.7具有恒
18、流源的差动放大电路(a)电路；(b)用恒流源表示V3的电路3737第3章 集成运算放大器三极管工作在放大区时，如果IE恒定，IC也恒定，具有恒流特性。此时，管子的动态电阻rce非常大(rce=UCE/IC)，而管压降UCE又不很大，也就不必用很大的负电源UEE了。在图3.7(a)中，用恒流管V3取代了电阻Re；V3的基极电位由电源经电阻R1和R2分压所固定，即UB3为常数，UE3也为常数，IE3恒定，IC3IE3，三极管具有恒流特性；二极管VD起温度补偿作用。IC3的恒流特性，大大提高了抑制零漂的效果。这种差动放大电路的共模抑制比可达60120 dB，所以模拟集成电路中这种恒流源电路得到了普遍
19、应用。3838第3章 集成运算放大器复 习 与 讨 论3.1-1简述零点漂移产生的原因。3.1-2简述差动放大电路能有效克服温漂的工作原理。3.1-3什么是差模信号？什么是共模信号？共模抑制比如何定义？3.1-4对差动放大器而言，下列说法正确的有()(多项选择)。A.双端输出时，主要靠电路的对称性来抑制零漂。3939第3章 集成运算放大器B.单端输出的长尾电路，主要靠公共发射极支路上的电阻Re来抑制零漂。C.单端输出的恒流源差动电路主要靠恒流源的恒流特性来抑制零漂。D.在外界条件相同的情况下，同一结构的差动放大器，采用单端输出时，其零漂要比采用双端输出时大。本节内容对应本章练习题3.1中的(1
20、)(4)、(6)(7)，3.23.5。4040第3章 集成运算放大器3.2集成运算放大器3.2.1集成运放的电路结构及符号集成电路(Integrated Circuit，IC)是采用一定的工艺，把电路中所需要的元器件及电路的连线都集成制作在一块半导体基片上，再封装在一个管壳内，成为具有所需功能的模块。自20世纪60年代，集成电路已获得广泛应用。集成电路按性能和用途的不同，可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。4141第3章 集成运算放大器集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier)属于模拟集成电路的一种。集成运放是用集成电路工艺制成的具有很高电压增益的直
21、接耦合的多级放大器。集成运放电路的内部电路可分为输入级、中间级、输出级和偏置电路四个基本组成部分，如图3.8所示。4242第3章 集成运算放大器图3.8集成运放组成框图4343第3章 集成运算放大器1.输入级输入级是提高运算放大器质量的关键部分，要求其输入电阻高。为了能减小零点漂移和抑制共模干扰信号，输入级都采用具有恒流源的差动放大电路。2.中间级中间级的主要任务是提供足够大的电压放大倍数。所以要求中间级本身具有较高的电压增益；另外，中间级还应根据需要实现将单端输入转为双端输出，或将双端输入转为单端输出。4444第3章 集成运算放大器3.输出级输出级的主要作用是输出足够大的电流以满足负载的需要
22、，大多采用复合管作为输出级;同时,它还要具有较低的输出电阻。除此之外，它还要有过流保护电路，以防输出端意外短路或负载电流过大烧毁管子。4545第3章 集成运算放大器4.偏置电路偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，它一般由各种恒流源电路构成。在应用集成运放时，需要知道它的各个管脚的用途以及放大器的主要参数，不需要详细了解它的内部电路结构。图3.9所示是集成运放的符号以及通用集成运放A741的管脚图。图3.10所示是A741的内部电路图。这种运放有8个管脚，各管脚的用途是：4646第3章 集成运算放大器图3.9集成运放的符号和A741的管脚图(a)集成运放
23、的符号；(b)A741的管脚图4747第3章 集成运算放大器图3.10A741内部电路4848第3章 集成运算放大器2脚为反相输入端，由此端接输入信号，则输出信号与输入信号是反相的。3脚为同相输入端，由此端接输入信号，则输出信号与输入信号是同相的。4脚为负电源端，接-18 V电源。7脚为正电源端，接18 V电源。1脚和5脚为外接调零电位器(通常为10 k)的两个管脚，电位器中间端接4脚。6脚为输出端。8脚为空脚。4949第3章 集成运算放大器3.2.2集成运放的特点集成运放的特点与其制造工艺紧密相关，主要有：(1)电阻和电容的值一般均较小，电路结构上采用直接耦合方式。由于集成电路中的电阻是利用
24、NPN管的基区电阻构成的，一个5 k的电阻所占硅片面积可以制造3个三极管；集成电路中的电容是利用PN结的电容或MOS电容(MOS管的栅极与沟道间的电容)构成的，一个10 pF的电容所占硅片面积可以制造10个三极管，而且误差较大。5050第3章 集成运算放大器因此集成电路的阻值范围一般为几十欧到20 k，电容值范围约在100 pF以下。若需要高阻值电阻，可用三极管(或场效应管)恒流源代替，或者采用外接电阻、电容的办法。在集成电路中制作大容量的电容器较为困难，至于电感更难制造，因此，电路结构一般只能采用直接耦合方式。5151第3章 集成运算放大器(2)为了克服直接耦合电路的漂移，常采用差动放大电路
25、。由于同一硅片上的元器件采用同一标准工艺流程制成，虽然元件参数的分散性大，但相邻元件的参数有相同的偏差，同类元件的特性(包括温度特性)比较一致，因此，常采用差动放大电路，即利用两个三极管参数的对称性来抑制温度漂移。5252第3章 集成运算放大器(3)尽量采用三极管(或场效应管)代替电阻、电容和二极管等元件。在集成电路制造工艺中，制造三极管(特别是NPN管)比制造其他元件容易，且占用面积小，性能好。由于用三极管构成其他元件不需要特殊工艺，因此，常用三极管(或场效应管)构成恒流源作偏置电路和负载电阻；还可以将三极管的基极和集电极短接构成二极管、稳压管等。由于以上原因，集成运算放大器和分立元件组成的
26、直接耦合放大器的工作原理是基本相同的，但在电路结构上二者会有很大的差别。5353第3章 集成运算放大器知识窗 什么是“自锁”现象？怎样解决？用集成运放组成放大电路时，可能会出现一些实际问题。例如，反馈运算放大器突然工作不正常，发生输出电压接近正负电源两个极限的情况，称为“自锁”现象，也叫“阻塞”现象。引起“阻塞”的原因是输入信号过强或受到强信号干扰的影响，使运放内部某些管子进入饱和状态，从而使负反馈变成正反馈引起的。解决方法是切断电源，重新接通，或把组件两个输入端短路一下，即可恢复电路正常状态。5454第3章 集成运算放大器3.2.3集成运放的分类集成运放发展十分迅速。通用型产品经历了四代的更
27、替，各项技术指标也不断改进。同时，又发展了适应特殊需要的各种专用型集成运放。为了在工作中能够根据要求正确地选用，首先必须了解集成运放的分类。5555第3章 集成运算放大器1.按特性分类1)通用型一般认为，在没有特殊参数要求情况下工作的运放可选为通用型。由于通用型集成运放的应用范围宽，产量大，所以价格便宜。作为一般应用，首先考虑的是选择通用型，但并非通用型的性能都一样。2)专用型 专用型，又称高性能型。它按某特性参数分类，可分成高速型、高阻型、高压型、大功率型、低功耗型、低漂移型、低噪声型、高精度型、单电源型等。5656第3章 集成运算放大器2.按构造分类1)双极型运放它指输入级差动放大电路采用
28、双极型晶体管构成，用BJT表示。2)结型场效应管输入级运放它基本上由双极型运放构成，但输入差动电路采用结型场效应管。其特点是输入阻抗高，输入偏流小，动态输入范围较大。但是它的失调电压、共模抑制比等性能比双极型输入级运放差。这种运放用JFET-BJT表示。5757第3章 集成运算放大器3)MOS型场效应管输入级运放输入差动放大电路采用MOS场效应管，因此输入阻抗可视为无穷大。其输入信号漏泄电流只有0.1 pA数量级的微小值，运放缩写用MOSFET-BJT表示。4)MOS型运放这种运放的晶体管全部用CMOS场效应管构成，其特点是输入阻抗高，静态电流小，它用CMOS-FET表示。5858第3章 集成
29、运算放大器在选择运放时，必须要注意并不是档次愈高的产品其各项指标愈高。仔细分析可以发现，有不少指标是互相矛盾又互相制约的，在实际应用时一定要从整机或系统的技术要求出发考虑，只需考虑其中几项有特殊要求的指标，对其他指标不必苛求，要尽量选用通用型运放。5959第3章 集成运算放大器3.2.4集成运放的电压传输特性和参数1.电压传输特性在分析运算放大器时，一般可将它看成是一个理想运算放大器。理想化的条件主要是：(1)开环(open loop)差模电压放大倍数Aud；(2)开环输入电阻rid；(3)开环输出电阻rod0；(4)共模抑制比KCMR。6060第3章 集成运算放大器在集成运算放大器输出端和输
30、入端之间未外接任何元件，称为放大器处于开环状态。两输入端加有直流差模输入电压Uid=U+-U-时，输出电压Uo与Uid之比称为集成运放的开环差模电压放大倍数。理想运算放大器的开环差模电压放大倍数为无穷大。由于目前实际运放的上述技术指标很接近理想化的条件，因此在分析时用理想运放代替实际放大器所引起的误差并不大，在工程上是允许的，这样就使分析过程大大简化。后面对运算放大电路都是根据它的理想化条件来分析的。6161第3章 集成运算放大器图3.11所示是理想运算放大器的图形符号。它有两个输入端和一个输出端。反相输入端标上“-”号，同相输入端标上“+”号。它们的对“地”电压(即各端的电位)分别用U-、U
31、+和Uo表示。表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线称为传输特性曲线。运算放大器的传输特性曲线(如图3.12所示)可分为线性区和非线性区。运算放大器可工作在线性区，也可工作在非线性区，对这两种情况的分析方法也不一样。6262第3章 集成运算放大器图3.11理想运放的图形符号(a)旧国标；(b)新国标6363第3章 集成运算放大器当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大元件，它的输出信号和输入信号之间满足以下关系：Uo=Aud(U+-U-)(3.9)通常集成运放的开环差模放大倍数Aud很大，为了使其工作在线性区，大都引入深度负反馈(将在第4章介绍)，以减小运放的净输入信号，保证输出电压不超出
32、线性范围。集成运放工作在非线性区时，因为Aud，所以当U+略大于U-时，Uo输出正向饱和电压+Uom；当U+略小于U-时，Uo输出负向饱和电压-Uom，如图3.12所示。运放的正、负向饱和电压的大小主要受正、负电源电压限制。6464第3章 集成运算放大器图3.12运放的传输特性6565第3章 集成运算放大器2.主要参数为了合理地选用和正确使用运算放大器，必须了解其主要参数的意义。1)开环差模电压放大倍数AudAud指集成运放在没有外接反馈电路时的差模电压放大倍数，称为开环电压放大倍数。Aud越高，所构成的应用电路精度越高。Aud一般为104107，即80140 dB。6666第3章 集成运算放
33、大器2)共模抑制比KCMR共模抑制比KCMR为KCMR主要表明抑制零点漂移的能力，KCMR越大越好，一般为80100 dB。6767第3章 集成运算放大器3)输入偏置电流IIB如图3.13所示，它是指当输出电压为零时，流入两输入端的静态电流的平均值，即。其值也是愈小愈好，通用型运放约为几十微安。6868第3章 集成运算放大器图3.13输入偏置电流6969第3章 集成运算放大器4)开环差模输入电阻rid它是指运放开环工作时，两个输入端之间的动态电阻，一般为几百千欧至几兆欧。5)输出电阻roro是指开环时集成运放的输出电阻。ro越小越好，一般为几十欧至几百欧。总之，集成运放具有开环电压放大倍数高、
34、输入电阻高、输出电阻低、漂移小、可靠性高、体积小等主要特点，所以它已成为一种通用器件，广泛而灵活地应用于各个技术领域。在选用集成运放时，就像选用其它电路元件一样，要根据它们的参数说明，确定适合的型号。7070第3章 集成运算放大器复 习 与 讨 论3.2-1集成运算放大器由哪几部分组成？3.2-2集成运算放大器的同相输入端、反向输入端有何不同？3.2-3简述理想集成运算放大器的输入电阻rid、输出电阻ro及共模抑制比的大小。3.2-4叙述共模抑制比KCMR的意义，其大小表明什么意思？本节内容对应本章练习题3.1中的(5)。7171第3章 集成运算放大器本章小结1 差动放大电路直接耦合放大电路的
35、应用非常广泛。直接耦合放大电路要解决的主要问题是级间工作点的互相影响和零点漂移问题。差动放大电路能很好地解决零点漂移问题。差动放大电路利用双管对称，相互补偿可以抑制双端输出的零漂。把温漂等效为共模信号，利用公共发射极电阻或恒流源的强烈共模负反馈作用，也能抑制单端输出的零漂。7272第3章 集成运算放大器按照信号端或负载端的接地情况不同，差动电路有四种接线方式。四种方式的电压放大倍数主要取决于是双端输出还是单端输出。7373第3章 集成运算放大器2 集成运算放大器集成运放是用集成电路工艺制成的具有高电压增益的直接耦合放大器。它一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路四个基本单元组成。可以把集成运放
36、看成是理想的集成运放，理想集成运放的开环电压放大倍数Aud，开环输入电阻rid，开环输出电阻ro0，共模抑制比KCMR。集成运放具有高输入阻抗、高增益、高稳定性和低输出电阻以及体积小、使用方便等特点。7474第3章 集成运算放大器练习题 3.1选择题(1)直接耦合放大电路的放大倍数越大，在输出端出现的零点漂移现象就越 _。A.严重B.轻微C.与放大倍数无关(2)在相同条件下，阻容耦合放大电路的零点漂移_。A.比直接耦合电路大 B.比直接耦合电路小C.与耦合方式无关7575第3章 集成运算放大器(3)放大电路产生零点漂移的主要原因是_。A.放大倍数太大 B.环境温度变化引起器件参数变化C.外界存
37、在干扰源(4)集成运算放大器是一种采用_方式的放大电路。A.阻容耦合 B.直接耦合 C.变压器耦合7676第3章 集成运算放大器(5)理想集成运算放大器的开环差模电压增益为_，共模抑制比为_，差模输入电阻为_，差模输出电阻为_。A.无穷大 B.适当大 C.非常小(6)在论及对于信号的放大能力时，直流放大器_。A.只能放大交流信号 B.只能放大直流信号 C.两种信号都能放大 D.两种信号都不能放大7777第3章 集成运算放大器(7)假设多级直流放大器中各级自生的零漂大体相同，则抑制零漂的重点应放在_。A.输入级 B.中间级 C.输出级 D.增益最高的那一级7878第3章 集成运算放大器3.2填空
38、题(1)为了抑制直流放大器零点的温度漂移，可采用_ 电路或_ 电路，但以采用_电路更为理想。(2)电路的对称性越_，Re的阻值越 _，则差动放大器抑制零漂的能力越差，它的KCMR就越_。(3)当差动放大器两边的输入电压分别为Ui1=3 mV，Ui2=5 mV时，输入信号中的差模分量为 _，共模分量为_。7979第3章 集成运算放大器(4)差模电压增益Aud等于_ 之比，Aud越大表示对_信号的放大能力越大；共模电压增益Auc等于_ 之比，Auc越大表示对_ 信号的抑制能力越弱。(5)共模抑制比KCMR等于_ 之比，电路的KCMR越大，表明电路_ 能力越强。(6)差动放大电路有_个信号输入端和_
39、 个信号输出端，因此有_种不同的连接方式。单端输入和双端输入方式的差模输入电阻_。双端输出时，差模电压增益等于_，共模电压增益近似为_，共模抑制比趋于_。8080第3章 集成运算放大器 3.3单端输入差动放大电路的输入只加到一个三极管的输入端，为什么单端输入差动放大电路和双端输入差动放大电路具有相同的差模电压放大倍数？3.4有一差动放大器，已知Ui1=2 V，Ui2=2.001 V，Aud=80 dB，KCMR=100 dB。试求输出Uo中的差模成分Uod和共模成分Uoc。8181第3章 集成运算放大器3.5双端输出差动放大电路如图3.14所示，已知两管的UBE=0.7 V，=50，rbe=2 k，求：(1)静态电流ICQ1；(2)差模电压放大倍数Aud。8282第3章 集成运算放大器图3.14题3.5图
