第三章集成电路-1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 集成电路与运算放大器,是一种,高放大倍数、,高输入电阻、,低输出电阻,直接耦合,的,放大电路,集成运算放大器：,3.1.2,集成运算放大器的组成、,框图以及符号,1,、集成电路运算放大器的基本构成,电路方框图,输出级主要提高带负载能力，给出,足够的输出电流,i,o,，,输出阻抗,R,o,小。,封装形式：金属圆帽封装、,双列直插封装、,贴片,SOP,封装,2,、集成运放的引出脚及表示符号,在输入端加上一定极性的信号，如果所得到的输出信号极性与其相同，则该输入端称为同相输入端,同相输入端,:,在输入端加上一定极性的信号，如果所得到的输出信号的极性与其相反，则该输入端称为反相输入端,反相输入端,:,运放的特点：,理想运放：,集成度高：各元器件采用相同工艺在同一块硅片上形成的；,温度特性好：同类元器件之间性能参数的相对误差小，温度特性比较一致；,对称性好；,寄生参量影响严重 ；,难以制造电感、变压器等元件 。,集成运放的其他特点：,集成运放使用注意事项,1.,查阅手册了解引脚的排列及功能；,2.,检查接线有否错误或虚连，输出端不能与地、电源短路；,3.,输入信号应远小于,U,IDM,和,U,ICM,，,以防阻塞或损坏器件；,4.,电源不能接反或过高，拔器件时必须断电；,5.,输入端外接直流电阻要相等，小信号高精度直流放大需调零。,直接耦合放大电路,:,无电容、变压器，可放大直流信号,3.2,集成运算放大器的输入级,零点漂移,输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产生。,主要原因：,温度变化引起，也称温漂。,直接耦合放大电路的零点漂移,温漂指标：,温度每升高,1,度时，输出漂移电压,按,电压增益,折算到输入端的,等效输入漂移电压值。,电源电压波动也是原因之一,思 考 题,答：,A,1,不可以，,A,2,可以,例如,假设,第一级是关键！,减小零漂的措施,用非线性元件进行温度补偿,调制解调方式。如,“,斩波稳零放大器,”,采用,差分式放大电路,3.2.1,差分放大电路的工作原理,双电源差分放大电路,1.,差分放大器的基本信号,输入信号分别为一对,大小相等，极性相反,的输入电压,1,）差模输入信号,2,）共模输入信号,输入信号分别为一对,大小相等，极性相同,的输入电压,为任意信号，它们既不是差模信号，也不是共模信号。,实际输入信号电压,差分功能：实现,2,个,信号相减,差动放大器的两个输出端，输出一对大小相等，极性相反的输出信号,3,）差模输出信号,4,）共模输出信号,可以分解为差模输出信号和共模输出信号的代数和。,实际输出信号,差分放大电路,仅对差模信号具有放大能力，,对共模信号不予放大。,差分的基本概念,差模与共模,差模信号,共模信号,总输出电压,差模电压增益,共模电压增益,共模抑制比,反映抑制零漂能力,基本差分式,放大电路,电路组成及工作原理,组成特点,静态分析,动态分析（定性）,输入差模信号,输入共模信号,抑制零点漂移原理,主要指标分析计算,动态分析思路,双端输入,差模增益,共模增益,共模抑制比,输入、输出电阻,单端输入,带恒流源的差分电路,几种接法性能对比,2.,差分放大电路的工作原理,(1),静态分析,电路对称,T,放大,实现：,0,输入,0,输出,(2),动态分析,输入差模信号,R,e,相当于,短路,交流通路,大小相等，方向相反,动态分析,输入共模信号,R,e,相当于,2,R,e,共模分析,对共模信号的抑制能力,大小相等，方向也相同,3,）差动放大器对共模信号的抑制作用,利用电路的对称性抑制温漂（共模信号）,利用,R,e,负反馈作用抑制温漂,电源通过,R,e,对共模输出信号起了负反馈的作用，发射极的交流等效电阻为,2R,e,，交流等效电阻越大，负反馈作用越强，集电极的电流的变化就越小,3.2.2,差分放大电路的基本性能分析,动态分析思路,（,1,）小信号等效电路法,（,2,）运用叠加原理,（,4,）四种接法,分析思路：叠加定理,1.,双端输入、双端输出,（,双,-,双,）,2.,双端输入、单端输出,（,双,-,单,）,3.,单端输入、双端输出,（,单,-,双,）,4.,单端输入、单端输出,（,单,-,单,）,差模电压放大倍数,差模输入电阻,输出电阻,主要讨论的问题：,差分放大电路的四种差模工作状态,:,差放的工作状态,1.,差模放大器等效电路与半电路分析法,1,）双端输入的等效电路及分析方法,适用于双入,/,双出，,输入、输出均不接,地的情况,小信号 等效电路,电路变换,拆开、转换为单边电路,双入双出,双入单出,(2),差模放大器的差模性能分析,差模增益,双端输入,双入双出,R,e,短路、,R,L,各分一半,双入单出,R,e,短路、,R,L,由,T,2,(,或,T,1,）单独负担,适用于将差分,信号转换为单,端输出的信号,双端输入单端输出因只利用了一个集电极输出的变化量，所以它的差模电压放大倍数是双端输出的二分之一。,共模增益,双端输入,输入纯共模信号,电路变换,拆开、转换为单边电路,双入双出,共模增益,双入单出,R,L,由,T,1,单独负担,共模抑制比,双端输入,双入双出,双入单出,公共电阻,R,e,K,CMR,抑制零漂能力增强,增大,R,e,是改善共模抑制比的基本措施,双端输入时信号等效电路分析,2,）单端输入的等效电路及分析方法,将单端信号转换成双端差分信号。,单端输入信号转换双端输入,指标计算与双端输入相同！,单端输入单端输出,通过从,T,1,或,T,2,的集电极输出，可以得到输出与输入之间或电位反相或电位同相的关系。,从,T,1,的基极输入信号，从,C,1,输出，为反相；从,C,2,输出为同相。,3),输入,/,输出电阻,差模输入电阻,单端输入时，差模输入电阻,R,id,=,？,不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻,R,id,是基本放大电路的两倍。,共,模,输入电阻,输出电阻,输出电阻与输入信号的形式无关,而由输出信号的获取形式确定,R,L,开路,双端输出时,:,单端输出时,:,几种接法性能对比,