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1、YCF(中职）电子线路第三章中职）电子线路第三章_ _集成运算放大集成运算放大电路教学课件电路教学课件第三章第三章 集成运算放大电路集成运算放大电路教学目标教学目标第一节第一节 差分放大器差分放大器第二节第二节 集成运算放大器集成运算放大器教学目标教学目标1.掌握集成运算放大器的特点。掌握集成运算放大器的特点。2.理解零点漂移，差分放大器。理解零点漂移，差分放大器。3.了解集成运算放大器的电路结构。了解集成运算放大器的电路结构。4.掌握集成运算放大器的外形、集成运算放大器应用电路的掌握集成运算放大器的外形、集成运算放大器应用电路的安装和调试方法安装和调试方法5.了解集成运算放大器的使用方法。了
2、解集成运算放大器的使用方法。返回第一节第一节 差分放大器差分放大器一、多级放大电路的耦合方式和动态分析一、多级放大电路的耦合方式和动态分析组成多级放大电路的每一个单管放大电路称为一级，级与级组成多级放大电路的每一个单管放大电路称为一级，级与级之间的连接方式称为级间耦合方式。之间的连接方式称为级间耦合方式。常见的耦合方式有常见的耦合方式有:阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和光电阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和光电耦合。耦合。下一页返回上一页第一节第一节 差分放大器差分放大器1 1 直接耦合直接耦合(1)(1)直流电平配置直接耦合放大电路中前后级的直流工作点互直流电平配置直接耦合放大电路中前后级的直
3、流工作点互相影响、互相牵制。故考虑每级静态工作点的同时，还要考相影响、互相牵制。故考虑每级静态工作点的同时，还要考虑到前后级之间的直流中平配置虑到前后级之间的直流中平配置.以保证每级都有合适的工作以保证每级都有合适的工作点点.处于线性放大状态。例如处于线性放大状态。例如图图3-13-1(2)(2)零点漂移：是指直接耦合放大电路中，未加输入信号时，零点漂移：是指直接耦合放大电路中，未加输入信号时，输出端将产生叠加在静态工作点上的缓慢变化的输出电压，输出端将产生叠加在静态工作点上的缓慢变化的输出电压，如如图图3-23-2所示。产生零点漂移的原因主要是由于温度等外界所示。产生零点漂移的原因主要是由于
4、温度等外界因素的变化引起放大电路静态工作点的变化因素的变化引起放大电路静态工作点的变化下一页返回上一页第一节第一节 差分放大器差分放大器2.2.阻容耦合阻容耦合通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方式称为阻容通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方式称为阻容耦合。耦合。如如图图3-33-3所示为两级阻容耦合放大电路，第一级为共所示为两级阻容耦合放大电路，第一级为共射放大电路，第二级为共集放大电路。射放大电路，第二级为共集放大电路。直接分析：直接分析：交流分析：交流分析：阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大放大变化缓慢阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大放大变化缓慢的信号的信号;不
5、便于集成化不便于集成化下一页返回上一页第一节第一节 差分放大器差分放大器二、差分放大电路二、差分放大电路差分放大电路：能放大直流信号，具有很好的低频频率特性，差分放大电路：能放大直流信号，具有很好的低频频率特性，而且能有效地减少零漂对放大电路的影响，常用作多级放大而且能有效地减少零漂对放大电路的影响，常用作多级放大的输入级。差动放大电路的基本电路结构如的输入级。差动放大电路的基本电路结构如图图3-43-4所示。所示。1.1.抑制共模信号抑制共模信号(零点漂移零点漂移)差动放大电路电路完全对称，因此能抑制零点漂移，输出电差动放大电路电路完全对称，因此能抑制零点漂移，输出电压为两个输入电压之差。压
6、为两个输入电压之差。通常把这种大小相等、方向相同的输入信号称为共模信号，通常把这种大小相等、方向相同的输入信号称为共模信号，并把这种输入方式称为共模输入方式。并把这种输入方式称为共模输入方式。下一页返回上一页第一节第一节 差分放大器差分放大器2.2.放大差模信号放大差模信号(有用信号有用信号)将要放大的信号将要放大的信号vivi加到差分放大电路的输入端，如图加到差分放大电路的输入端，如图3-43-4所所示，可见示，可见 Vi1=-vi2 Vi1=-vi2，通常称这种大小相等、方向相反的，通常称这种大小相等、方向相反的信号为差模信号，把这种输入方式称为差模输入。对于差模信号为差模信号，把这种输入
7、方式称为差模输入。对于差模信号有：信号有：由此可见，差动放大电路对共模信号输出为零，有强烈的抑由此可见，差动放大电路对共模信号输出为零，有强烈的抑制作用制作用;使差模信号有放大作用，放大倍数与单管放大倍数相使差模信号有放大作用，放大倍数与单管放大倍数相同。同。下一页返回上一页第一节第一节 差分放大器差分放大器3.共模抑制比共模抑制比KCMRRKCMRR为差模放大倍数与共模放大倍数之比，为差模放大倍数与共模放大倍数之比，共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。能力越强。基本差动放大电路利用电路的对称性来抑制零点漂移，但当基
8、本差动放大电路利用电路的对称性来抑制零点漂移，但当输出方式由双端输出改为单端输出时，如输出方式由双端输出改为单端输出时，如图图3-53-5所示，抑制零所示，抑制零漂的能力就完全丧失漂的能力就完全丧失下一页返回上一页第一节第一节 差分放大器差分放大器为了增强差分放大电路的实用性，改进后的电路如为了增强差分放大电路的实用性，改进后的电路如图图3-3-6 6（a a）（）（b b）（）（c c）所示，）所示，图图3-63-6（a a）所示电路也是由两个对称的单管放大电路构成，同时采用）所示电路也是由两个对称的单管放大电路构成，同时采用双电源供电。双电源供电。图图3-63-6 （b b）所示电路为具有
9、恒流源的差分放大器。所示电路为具有恒流源的差分放大器。4.4.差分放大器的输入、输出方式差分放大器的输入、输出方式差分放大器输入、输出端均可采用双端输入和单端输入两种方式。差分放大器输入、输出端均可采用双端输入和单端输入两种方式。差分放大器的四种连接方式如差分放大器的四种连接方式如图图3-7 (a)3-7 (a)（b b）（c c）、（d d）所示所示返回上一页第二节第二节 集成运算放大器集成运算放大器集成电路的种类很多，它的分类方法有如下几种集成电路的种类很多，它的分类方法有如下几种:(1)(1)按功能不同按功能不同(2)(2)按制作工艺及导电类型不同按制作工艺及导电类型不同下一页返回第二节
10、第二节 集成运算放大器集成运算放大器(3)(3)按集成规模：小规模集成电路按集成规模：小规模集成电路(SSI)(SSI)、中规模集成电路、中规模集成电路(MSI)(MSI)、大规模集成电路、大规模集成电路(LSI)(LSI)、超大规模集成电路、超大规模集成电路(VLSI)(VLSI)。一、集成运放的组成、符号和外形一、集成运放的组成、符号和外形1.1.集成运放器的组成，如集成运放器的组成，如图图3-83-8所示，由四部分组成所示，由四部分组成.输入级输入级.中间级中间级.输出级输出级.偏置电路偏置电路图图3-93-9所示为简单集成运放的原理图。所示为简单集成运放的原理图。下一页返回上一页第二节
11、第二节 集成运算放大器集成运算放大器2.2.集成运放的符号和外形集成运放的符号和外形如如图图3-103-10所示。所示。集成运放的封装形式有圆柱式封装、扁平式封装和双列直插集成运放的封装形式有圆柱式封装、扁平式封装和双列直插式封装，其管脚排列如式封装，其管脚排列如图图3-113-11所示所示下一页返回上一页第二节第二节 集成运算放大器集成运算放大器二、集成运放的特点二、集成运放的特点1.1.理想集成运算放大器理想集成运算放大器理想状态下的参数是理想状态下的参数是:(1)开环电压放大倍数趋近于无穷大，即开环电压放大倍数趋近于无穷大，即Avd。(2)差模输入电阻趋近于无穷大，即差模输入电阻趋近于无
12、穷大，即rid，ric。(3)输出电阻趋近于零，即输出电阻趋近于零，即ro。(4)共模抑制比趋近于无穷大，即共模抑制比趋近于无穷大，即KCMRR。(5)输入失调电压输入失调电压Uio、输入失调电流、输入失调电流Iio及它们的漂移均为零。及它们的漂移均为零。下一页返回上一页第二节第二节 集成运算放大器集成运算放大器2.2.两个重要结论（运放工作在线性放大区两个重要结论（运放工作在线性放大区)(1)(1)理想运放两输入端电位相等理想运放两输入端电位相等(虚短路虚短路)当运放工作在线性放大区时，有当运放工作在线性放大区时，有(2)(2)理想运放输入电流等于理想运放输入电流等于0(0(虚断路虚断路)集
13、成运放应用相当广泛。从功能上看，有信号的运算、信号集成运放应用相当广泛。从功能上看，有信号的运算、信号的处理、信号的产生三个方面的处理、信号的产生三个方面返回上一页即即图图3-1 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 返回 图图3-2 零点漂移曲线零点漂移曲线返回 图图3-3 两级阻容耦合放大电路两级阻容耦合放大电路返回图图3-4 基本差动放大电路基本差动放大电路返回图图3-5 基本差动放大电路单端输出基本差动放大电路单端输出返回图图3-6(a)典型差分放大电路典型差分放大电路返回图图3-6(b)典型差分放大电路典型差分放大电路返回图图3-7（a）双端输入双端输出双端输入双端输出返回图图3-7（b）双端输入单端输出双端输入单端输出返回图图3-7（c）单端输入双端输出单端输入双端输出返回图图3-7（d）单端输入单端输出单端输入单端输出返回图图3-8 集成运放的组成框图集成运放的组成框图返回图图3-9 简单的集成运放的原理图简单的集成运放的原理图返回图图3-10 集成运放的符号集成运放的符号返回图图3-11 集成运放的封装形式集成运放的封装形式返回