集成運(yùn)放的基本電路.doc

《集成運(yùn)放的基本電路.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、集成運(yùn)放的基本電路第三節(jié)集成運(yùn)放的基本電路集成運(yùn)算放大器簡稱運(yùn)放，是目前應(yīng)用最廣泛的集成放大器，早期用于模擬計(jì)算機(jī)，對信號(hào)進(jìn)行模擬計(jì)算，并由此而得名。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)算放大器價(jià)格的降低，現(xiàn)在已作為一種通用的高性能放大器件來使用，在各種放大器、比較器、振蕩器、信號(hào)運(yùn)算電路中得到廣泛應(yīng)用。一、集成運(yùn)放的電路組成集成運(yùn)放是一種高電壓放大倍數(shù)的多極放大器，它的電壓放大倍數(shù)一般有幾萬倍到幾千萬倍。它的內(nèi)部電路一般由四部分組成:(1)輸入極輸入極是影響集成運(yùn)放工作性能的關(guān)鍵極，為了保證放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定，使輸入為零電壓時(shí)，輸出能基本保持零電壓不變，幾乎毫無例外地采用帶恒

2、流源的差分放大器。(2)中間極中間極主要用來進(jìn)行電壓放大，要求有極高的放大倍數(shù)，故一般由共射極電路構(gòu)成。(3)輸出極為了減少輸出電阻，提高電路的帶負(fù)載能力，輸出極通常采用互補(bǔ)對稱放大電路。為了防止負(fù)載短路或過載時(shí)造成損壞，輸出極往往還帶有保護(hù)電路。(4)輔助電路為了使各級(jí)放大電路得到穩(wěn)定的直流偏置，有的還設(shè)置有外接調(diào)零電路和消除自激振蕩的相移補(bǔ)償電路等。二、電流源電流源電路在集成運(yùn)算放大器內(nèi)部使用非常廣泛，它的用途主要有兩方面，一是為放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流;二是作為放大電路的有源負(fù)載，增大放大倍數(shù)和動(dòng)態(tài)范圍。常用的電流源電路有單三極管電流源和鏡像電流源。當(dāng)溫度升高時(shí)，

3、放大器靜態(tài)電流I增大，在R上的壓降增加，而V管的基極電壓是由Ce3R與R分壓提供的一個(gè)基本穩(wěn)定的電壓，因而管子V的發(fā)射結(jié)電壓V將隨著R上壓降b1b23EBe的增加而減小，使三極管V的基極電流I減小，從而抑制放大器靜態(tài)電流的增大，而使輸3B出電流I近似不變。C電流源具有直流電阻小，而交流電阻又很大的特點(diǎn)，在集成電路內(nèi)部的放大器中廣泛使用電流源作為負(fù)載，稱為有源負(fù)載。在共發(fā)射極電路中，電流源負(fù)載可以使每級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)達(dá)到上千倍甚至更高。三、差分放大器1(零點(diǎn)漂移現(xiàn)象在自動(dòng)控制和檢測裝置中，要處理的信號(hào)有許多是變化極為緩慢的信號(hào)，這類信號(hào)統(tǒng)稱為“直流信號(hào)”。用來放大直

4、流信號(hào)的放大電路稱為直流放大電路，直流放大電路不能使用阻容耦合或變壓器耦合方式，必須采用直接耦合方式才能使直流信號(hào)逐級(jí)順利傳送，采用直接耦合必須處理好零點(diǎn)漂移的問題。所謂“零點(diǎn)漂移”是指將直流放大電路輸入端對地短路，使之處于靜態(tài)時(shí)，在輸出端測量會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則變化的電壓，這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移，簡稱零漂。那么在直接耦合放大電路中，前一級(jí)的零漂電壓會(huì)傳到后一級(jí)被逐級(jí)放大，嚴(yán)重的話零漂電壓會(huì)超過有用信號(hào)，導(dǎo)致測量和控制系統(tǒng)出錯(cuò)。造成零漂的原因是電源電壓的波動(dòng)和三極管參數(shù)隨溫度的變化，其中最主要的是溫度變化的影響。抑制零漂的方法很多，最常用的方法是利用兩只特性相同的三極管組成差分放大

5、電路，這種電路在集成運(yùn)放及其它模擬集成電路中常作為輸入極和前置極。下面我們就介紹差分放大電路。2(基本差分放大電路(1)電路結(jié)構(gòu)差分放大電路是一種能夠有效抑制零漂的直流放大電路，它的基本形式如圖，在電路圖途中我們可以看出，它是由兩個(gè)完全對稱的單管放大電路組成的，兩個(gè)三極管及左右對應(yīng)的電阻它們的參數(shù)基本一致。2v是輸入電壓，它經(jīng)R、R分壓為v與v分別加到兩個(gè)管的基極，經(jīng)放大后得到輸出I12I1I2電壓v，等于兩管集電極輸出電壓之差v=v,v。OOO1O2(2)抑制零漂的原理由于差分放大電路中兩個(gè)單管放大電路完全對稱，所以在輸入信號(hào)v=0時(shí)，v=v，因IO1O2此輸出電壓v=

6、0，就是說差分放大電路具有零輸入時(shí)零輸出的特點(diǎn)。O當(dāng)溫度變化時(shí)，兩個(gè)管子的輸出電壓v、v都要發(fā)生變化，但由于電路對稱兩個(gè)管子O1O2的輸出變化量相同，即每個(gè)管子的零漂相同，,v=,v，所以v=0。由此可見，利用兩個(gè)O1O2O管子的零漂在輸出端相抵消，可以有效地抑制零點(diǎn)漂移。(3)差模輸入在兩個(gè)輸入端加上一對大小相等，極性相反的信號(hào)，稱為差模信號(hào)，這種輸入方式稱為差模輸入;此時(shí)，差分放大電路對輸入信號(hào)的放大倍數(shù)稱為差模放大倍數(shù)，用表示A。差VD模放大倍數(shù)越大，表明差分放大電路的放大能力越強(qiáng)。(4)共模輸入在兩個(gè)輸入端加上一對大小相等，極性相同的信號(hào)，稱為共差模信號(hào)，這種輸入

7、方式稱為共差模輸入;此時(shí)，差分放大電路對輸入信號(hào)的放大倍數(shù)稱為共差模放大倍數(shù)，用表示A。VC共模放大倍數(shù)越小，表明差分放大電路抑制零漂的能力越強(qiáng)。(5)共模抑制比差分放大電路常用共模抑制比來衡量放大電路對有用信號(hào)的放大能力及對無用漂移信號(hào)的抑制能力，用來表示K。它的定義是CMRAVDK,CMRAVC共模抑制比愈大，差分放大電路的性能愈好。34