多级放大电路和集成运算放大电路.ppt

多级放大电路和集成运算放大电路 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望思考：4-1（1.2.3.4.5.）习题：45、48、415选作：47、413第第4 4章章 多级放大电路和集成运算多级放大电路和集成运算放大电路放大电路 重点重点:1.多级放大电路的耦合方式及其特点，多级放大多级放大电路的耦合方式及其特点，多级放大电路的动态参数与组成它的各级电路之间的关系。电路的动态参数与组成它的各级电路之间的关系。2.差动放大电路工作原理、静态工作点、差模放差动放大电路工作原理、静态工作点、差模放大倍数、输入电阻、输出电阻的分析和估算。大倍数、输入电阻、输出电阻的分析和估算。3.集成运放的特点及主要参数。集成运放的特点及主要参数。本章重点与难点本章重点与难点 难点难点:1.组成多级放大电路的各级电路的输入电阻和组成多级放大电路的各级电路的输入电阻和输出电阻及其对多级放大电路动态参数的影响。输出电阻及其对多级放大电路动态参数的影响。2.单端输出差分放大电路静态和动态的分析。单端输出差分放大电路静态和动态的分析。常见耦合方式有四种常见耦合方式有四种常见耦合方式有四种常见耦合方式有四种:直接耦合直接耦合直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合变压器耦合变压器耦合光电耦合光电耦合光电耦合光电耦合 多个基本放大多个基本放大电电路路连连接构成了接构成了“多多级级放大放大电电路路”，每一个基本放大每一个基本放大电电路叫一路叫一“级级”，级级与与级级之之间间的的连连接接方式叫方式叫“耦合方式耦合方式”。4.1 多多级级放大放大电电路的耦合方式及分析路的耦合方式及分析1.1.直接耦合直接耦合问题：问题：UCE1=UBE2 0.7V,使使VT1接近饱和区接近饱和区,动态时动态时易产生易产生饱和失真。饱和失真。前一级输出直接接后一级输入。前一级输出直接接后一级输入。前一级输出直接接后一级输入。前一级输出直接接后一级输入。解决办法：解决办法：解决办法：解决办法：设法提高设法提高UB2。(1)(1)电路形式电路形式电路形式电路形式 4.1.1多多级级放大放大电电路的耦合方式路的耦合方式1)1)加入加入加入加入电电电电阻阻阻阻R RE2E2(影响影响Au2)1.1.直接耦合直接耦合2 2）在）在）在）在VTVT2 2的发射极加稳压管的发射极加稳压管的发射极加稳压管的发射极加稳压管 电电阻阻R保保证稳压证稳压管的管的电电流流大于最小大于最小稳压稳稳压稳定定电电流。流。直流直流时时VS有有压压降，但降，但动态动态时电时电阻小，阻小，对对放大能力影响放大能力影响小。小。3）NPN型和型和PNP型管配合使用型管配合使用UC280dB。3.差模输入电阻差模输入电阻rid (2M)4.输入失调电压输入失调电压UIO 为使输出电压为零，在输入端所加的补偿电压。为使输出电压为零，在输入端所加的补偿电压。6.输入失调电流输入失调电流IIO 反映差分管输入电流的不对称程度。反映差分管输入电流的不对称程度。IIO=IB1 IB2 5.输入失调电压温漂输入失调电压温漂dUIO/dT 是是UIO的温度系数。的温度系数。7.输入失调电流温漂输入失调电流温漂dIIO/dT 是是IIO的温度系数。的温度系数。4.3.4 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标8.输入偏置电流输入偏置电流IB 输入差放管基极偏置电流输入差放管基极偏置电流 的平均值。的平均值。IB=(IB1+IB2)/24.3.4 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标9.最大共模输入电压最大共模输入电压UicM UIC高于此值时，运放就不能放大差模输入信号高于此值时，运放就不能放大差模输入信号 10.最大差模输入电压最大差模输入电压UidM 不使不使PN结反向击穿所允许的最大结反向击穿所允许的最大Uid。11.3dB带宽带宽fH(BW)使使Aod下降下降3dB（即下降到约（即下降到约0.707 Aod）时）时的信的信 号频率宽度。号频率宽度。12.单位增益带宽单位增益带宽f(BWG)使使Aod下降到下降到0dB（即（即 Aod=1）时的信号频率。）时的信号频率。与晶体管的与晶体管的fT类似。类似。4.3.4 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标13.转换速率转换速率SR 表明集成运放对信号变化速度的适应能力，是表明集成运放对信号变化速度的适应能力，是衡量大幅值信号作用时工作速度的参数。衡量大幅值信号作用时工作速度的参数。SR=|duo/dt|max 常用单位常用单位:(输出电压变化输出电压变化)V/S。近似分析中，常把运放理想化。近似分析中，常把运放理想化。理想运放参数：理想运放参数：Aod、KCMR、rid、fH 均为无穷大；均为无穷大；UIO、dUIO/dT、IIO、dIIO/dT、IB均为零。均为零。4.3.4 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标1.高阻型高阻型2.具有高输入电阻具有高输入电阻rid的运放。的运放。2.高速型高速型 具有转换速率高的运放。具有转换速率高的运放。3.高精度型高精度型 具有低失调、低温漂、低噪声、高增益的运放。具有低失调、低温漂、低噪声、高增益的运放。4.低功耗型低功耗型 具有静态功耗低、工作电源电压低的运放。具有静态功耗低、工作电源电压低的运放。*集成运放的种类集成运放的种类集成运放的种类集成运放的种类一、按性能指标分类一、按性能指标分类一、按性能指标分类一、按性能指标分类二、工作原理分类二、工作原理分类二、工作原理分类二、工作原理分类电压放大型电压放大型电流放大型电流放大型跨导型跨导型互阻型互阻型三、制造工艺分类三、制造工艺分类三、制造工艺分类三、制造工艺分类双极型、单极型双极型、单极型*集成运放的种类集成运放的种类集成运放的种类集成运放的种类*运放的选择运放的选择运放的选择运放的选择1.信号源的性质信号源的性质2.根据信号源是电压源还是电流源、内阻大小、根据信号源是电压源还是电流源、内阻大小、输入信号的幅值及频率的变化范围选择运放。输入信号的幅值及频率的变化范围选择运放。2.负载的性质负载的性质 根据负载电阻的大小，确定所需运放的输出电压根据负载电阻的大小，确定所需运放的输出电压和输出电流的幅值选择运放。和输出电流的幅值选择运放。*运放的选择运放的选择运放的选择运放的选择3.精度要求精度要求 根据精度要求和响应时间及灵敏度要求选择运根据精度要求和响应时间及灵敏度要求选择运放。放。4.环境条件环境条件 根据环境温度的变化范围要求、所提供电源的限根据环境温度的变化范围要求、所提供电源的限制、功耗的限制选择运放。制、功耗的限制选择运放。1.1.正确辨认管脚正确辨认管脚(目前未完全标准化目前未完全标准化)*集成运放的使用集成运放的使用8 7 6 5 A7411 2 3 4 U-U+-VCC+VCC出调零调零2.2.调零或调偏置电压调零或调偏置电压 对于内部无自稳零措施的运放对于内部无自稳零措施的运放,在外在外部要加调零电路部要加调零电路;若为单电源供电若为单电源供电,有有时还需设置合适的静态输出电压时还需设置合适的静态输出电压,以便以便能放大双极性信号能放大双极性信号.3.3.消除自激振荡消除自激振荡 在电源端加去耦电容在电源端加去耦电容.有的需外接频率有的需外接频率补偿电容补偿电容.集成运放的使用集成运放的使用*4.4.4.4.保护措施保护措施保护措施保护措施(1)(1)(1)(1)输入保护输入保护输入保护输入保护开环工作防止差模开环工作防止差模信号过大信号过大闭环工作防止共模信号闭环工作防止共模信号过大过大AA-V V+V+V(2)(2)(2)(2)输出保护输出保护输出保护输出保护A(3)(3)(3)(3)电源保护电源保护电源保护电源保护VccA+Vcc防止电源极防止电源极性接反性接反限制了输出电流及输出限制了输出电流及输出电压幅值电压幅值*4.4.4.4.保护措施保护措施保护措施保护措施本章基本要求本章基本要求 1.1.多级放大电路的耦合方式及其特点，阻容耦多级放大电路的耦合方式及其特点，阻容耦合合多级放大电路多级放大电路静态参数及静态参数及动态参数（动态参数（Au、Ri、Ro)的分析计算方法。的分析计算方法。2.2.差动放大电路的组成和工作原理，差动放大电路的组成和工作原理，双入双出双入双出差动放大电路差动放大电路静态和动态参数的分析方法。静态和动态参数的分析方法。3.3.集成运放的电压传输特性和几个主要参数。集成运放的电压传输特性和几个主要参数。重点掌握：重点掌握：