差动放大电路和集成运算放大电路2页.doc

第5章 差动放大电路和集成运算放大电路1直流放大电路用来放大变化缓慢的信号或直流变化量的放大电路称为直流放大电路。直流放大电路既可以放大直流信号，也可以放大交流信号。直流放大电路级间采用直接耦合方式，因此存在前后级静态工作点相互影响和零点漂移两个主要问题。解决前后级静态工作点相互影响问题的主要措施是提高后一级晶体管发射极电位(对PNP管应降低)，而解决零点漂移问题，常采用差动放大电路。2零点漂移直流放大电路输入信号为零时(输入端对地短路)，输出电压偏离其起始值的现象称为零点漂移，简称零漂。造成零点漂移的原因是晶体管参数ICEO，VBE，随温度变化而变化，电源电压的波动，电路元件的老化等引起晶体管工作点发生变化等。其中温度的变化是产生零点漂移的主要原因。可以采用热敏电阻进行温度补偿来抑制零漂。但由于热敏电阻的温度特性不可能与晶体管的温度特性完全一致，所以很难得到满意的效果。实际应用中常采用差动放大电路来抑制零点漂移。3差动放大电路由于差动放大电路具有很高的共模抑制比，因而广泛地应用于模拟集成电路中。一般温度变化引起的工作点不稳定、电路元器件参数误差造成的放大特性的变化等，都可以看作是一种共模信号，差动放大电路对上述变化有良好的适应性，能保持工作状态和放大特性有较高的稳定度。和单管放大电路相比，差动放大电路还有另两个特点，其一是在输入信号为25mV以内电流电压之间有很好的线性关系；其二是当输入信号超过100 mV时，有很好的限幅特性。对差动放大电路的分析计算，可采用所谓“半电路法”。半电路法是将差动放大电路的两管的公共发射极反馈元件视为短路，将电路分成两半，每一半按单管电路来分析。差动放大电路的输入端，有单端和双端两种输入方式；其输出端，有单端和双端两种输出方式。电路的放大倍数只与输出方式有关，而与输入方式无关，双端输出时的电压放大倍数与单管电压放大倍数相同；单端输出时放大倍数减半。差动放大电路的差模放大特性和共模放大特性的分析应注意以下问题：(1)差模输入信号的大小，一边(单个管)的差模输入电压在数值上是整个放大电路(两个管)差模输入电压的一半。但共模输入信号的大小，一边的共模输入电压和整个放大电路共模输入电压则指的是同一个数。(2)差模输入电阻的数值，一边的差模输入电阻是整个放大电路(两边看进去)差模输入电阻的一半。而共模输入电阻则一边的共模输入电阻和整个放大电路的共模输入电阻都是指的同一数值，取一边的共模输入电阻值。放大电路两管发射极所接公共电阻，不影响差模输入电阻，但对共模输入电阻，则应将负反馈作用加大一倍来计算。(3)差动放大电路的差模输出电压，双端输出是单端输出的两倍，但共模输出电压，双端输出一般比单端输出小得多。在电路两边完全对称的情况下，双端输出的共模输出电压为零。当电路两边有微小的不对称时，差模输出电压和单端共模输出电压变化都不大，但双端输出时共模输出电压将随不对称的程度不同而发生很大的变化。4理想集成运放集成运算放大电路是一种高放大倍数的多级直接耦合放大电路，利用集成运放作为放大电路，引入各种不同的反馈，就可以构成各种不同功能的实用电路。在分析各种实际电路时，通常将集成运放的性能指标理想化，构成理想集成运算放大电路，理想集成运放的理想化参数是：(1)开环差模电压放大倍数 (2)差模输入电阻 ；(3)输出电阻 (4)共模抑制比 ；(5) 开环带宽 5集成运放的两个工作区域尽管集成运放的应用电路多种多样，但就其工作区域却只有两个：线性区和非线性区。只有电路引入负反馈，才能保证集成运放工作在线性区。集成运放工作在线性区时，净输入电压为零，即，亦即，称两个输入端“虚短”。净输入电流也为零，即，称为“虚断”。“虚短”和“虚断”是分析运算电路的两个基本出发点。集成运放引入负反馈后，可以实现模拟信号的比例、加减、积分、微分等各种运算。若集成运放工作在开环或引入正反馈，则工集成运放作在非线性区。集成运放工作在非线性区时，输出电压只有两种可能，当时，当时，为两种状态的转拆点；同时其净输入电流也为零，仍有。6电压比较器电压比较器中集成运放工作在非线性区域，即输出不是高电平，就是低电平。它既用于信号转换，又可作为非正弦波发生电路的重要组成部分，应用十分广泛。通常用电压传输特性来描述电压比较器的输出电压与输入电压的关系。电压传输特性具有三个要素：一是输出高、低电平，它决定于集成运放输出电压的最大输出幅度或输出