第4章 多级放大电路和集成运算放大电路

1、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 4.1 多级放大电路的耦合方式及分析 4.2 差动放大电路 4.3 集成运算放大电路 思考：41（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: 1. 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。 2. 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。 3.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:

2、1. 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。 2. 单端输出差分放大电路静态和动态的分析。 主要原因是单管放大电路性能无法满足要求。 解决思路 将多个基本放大电路连接起来构成“多级 放大电路” 为什么引入多级放大？ 4.1 多级放大电路的耦合方式及分析多级放大电路的耦合方式及分析 常见耦合方式有四种: 多个基本放大电路连接构成了“多级放大电路”， 每一个基本放大电路叫一“级”，级与级之间的连 接方式叫“耦合方式”。 4.1 多级放大电路的耦合方式及分析多级放大电路的耦合方式及分析 1. 1. 直接耦合直接耦合 问题： UCE1 = UBE2 0.7V

3、, 使VT1 接近饱和区, 动态时易产生 饱和失真。 前一级输出直接接后一级输入。 解决办法： 设法提高UB2。 (1)电路形式 4.1.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式 1）加入电阻RE2 (影响Au2) 1. 直接耦合 2）在VT2的发射极加稳压管 电阻R保证稳压管的电流 大于最小稳压稳定电流。 直流时VS有压降，但动态 时电阻小，对放大能力影响 小。 3）NPN型和PNP型管配合使用 UC280dB 。 3. 差模输入电阻rid ( 2M) 4. 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。 6. 输入失调电流IIO 反映差分管输入电流的不对称程度。 II

4、O= IB1 IB2 5. 输入失调电压温漂dUIO/dT 是UIO的温度系数。 7. 输入失调电流温漂dIIO/dT 是IIO的温度系数。 * 4.3.4 集成运放的主要性能指标 8. 输入偏置电流IB 输入差放管基极偏置电流 的平均值。 IB=(IB1 + IB2) /2 * 4.3.4 集成运放的主要性能指标 9. 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 10. 最大差模输入电压UidM 不使PN结反向击穿所允许的最大Uid。 11. 3dB带宽fH (BW) 使Aod下降3dB（即下降到约0.707 Aod ）时的 信 号频率宽度。 12. 单位增益带宽

5、f(BWG) 使Aod下降到0dB（即 Aod=1）时的信号频率。 与晶体管的fT类似。 * 4.3.4 集成运放的主要性能指标 13. 转换速率SR 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。 SR=|duo/dt|max 常用单位:(输出电压变化)V / S。 近似分析中，常把运放理想化。理想运放参数： Aod、 KCMR、rid、 fH 均为无穷大；UIO 、 dUIO/dT 、 IIO 、 dIIO/dT 、 IB均为零。 4.3.4 集成运放的主要性能指标 高阻型 具有高输入电阻rid的运放。 2. 高速型 具有转换速率高的运放。 3. 高精度型

6、具有低失调、低温漂、低噪声、高增益的运放。 4. 低功耗型 具有静态功耗低、工作电源电压低的运放。 *集成运放的种类 一、按性能指标分类 二、工作原理分类 电压放大型 电流放大型 跨导型 互阻型 三、制造工艺分类 双极型、单极型 *集成运放的种类 *运放的选择 信号源的性质 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。 2. 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 和输出电流的幅值选择运放。 *运放的选择 3. 精度要求 根据精度要求和响应时间及灵敏度要求选择运 放。 4. 环境条件 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

7、制选择运放。 1.正确辨认管脚(目前未完全标准化) *集成运放的使用 7 6 5 A741 1 2 3 4 U-U+-VCC +VCC 出 调零 调零 2.调零或调偏置电压 对于内部无自稳零措施的运放,在外 部要加调零电路; 若为单电源供电,有 时还需设置合适的静态输出电压,以便 能放大双极性信号. 3.消除自激振荡 在电源端加去耦电容.有的需外接频率 补偿电容. 集成运放的使用 * 4.保护措施 (1) 输入保护 开环工作防止差模 信号过大 闭环工作防止共模信 号过大 A A -V +V (2) 输出保护 A (3) 电源保护 Vcc A +Vcc 防止电源极 性接反 限制了输出电流及输出 电压幅值 * 4.保护措施 本章基本要求 1.多级放大电路的耦合方式及其特点，阻容耦 合多级放大电