2022-2023学年高二物理竞赛课件：集成运放的电压传输特性

集成运放的电压传输特性 2 集成运放的电压传输特性 + - Aod uP uN uO 同相输入端 反相输入端 A od ：开环电压放大倍数 集成运放的符号 3 非线性区： 线性区： 非线性区： 集成运算放大器的传输特性 4 由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。 在线性区： uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。 (uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。 5 3.3 集成运放中的单元电路 3.3.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象 3.3.2 差分放大电路 3.3.3 电流源电路 3.3.4 直接耦合互补输出级 6 3.3.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象 一、零点漂移现象及其产生原因 直接耦合 放大电路 + - uo + - uI=0 mV （a）测试电路 0 t uo （b）输出电压的漂移 2.零漂产生的原因： 直流电源波动，元器件老化，温度变化。 其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。 第一级的温漂最严重! 1. 什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。 7 二、抑制温度漂移的方法 1.在电路中引入直流负反馈。（例如典型的静态工作点稳定电路中Re所起的作用。） 2.采用温度补偿的方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化。 3.采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”。 8 零输入零输出 若V与UC的变化一样，则输出电压就没有漂移 信号特点？能否放大？ 零点漂移 参数理想对称： Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2; T1、T2在任何温度下 特性均相同。 3.3.2　差分放大电路 —构成多级直接耦合放大电路的基本单元。 一、电路的组成 9 Rb1 Rc1 VBB uI1 T1 + - + uo Re1 - Rb2 Rc2 VBB +VCC uI2 + - Re2 T2 (1). 静态: uI1 = uI2 = 0 UC1 = UC2 UO = UC1 - UC2 = 0 IC1 = IC2 二、工作原理 10 Rb1 Rc1 VBB uI1 T1 + - + uo Re1 - Rb2 Rc2 VBB +VCC uI2 + - Re2 T2 (2). 动态: 1） 输入信号分类 uI1 = -uI2= uId/2 uI1 = uI2 = uIC 1 共模输入: (common mode) 差模输入: 2 (differential mode) 3 任意输入: uI1 , uI2 差模分量: 共模分量: 分解 11 Rb1 Rc1 VBB uI1 T1 + - + uo Re1 - Rb2 Rc2 VBB +VCC uI2 + - Re2 T2 uI1= uI2 = uIc 2) 共模输入 设uI1为“+” UB1 IC1 UC1 - UC1 UB2 IC2 UC2 - UC2 uI2为“+” 抑制 共模信号！ 12 Rb1 Rc1 VBB uI1 T1 + - + uo Re1 - Rb2 Rc2 VBB +VCC uI2 + - Re2 T2 uI1= - uI2 = uId/2 3) 差模输入 设uI1为“+” UB1 IC1 UC1 - UC1 UB2 IC2 UC2 + UC2 uI2为“-” 放大 差模信号！ $