3.1　概述（课件）- 高一《电子技术基础与技能》同步教学（高教版·第3版）

3.1概述 【教学目的】 1.了解集成运放的电路结构及电路符号。 2.了解零漂对放大电路的危害及差分放大电路抑制零漂的原理。 3.理解集成运放的主要参数。 【教学重点】 1.集成运放电路输入与输出信号之间的相位关系。 2.产生零漂的原因、零漂对直接耦合放大电路的危害。 3.差分放大电路的组成、特点。 4.差分放大电路放大差模信号及抑制零漂（共模信号）原理。 【教学难点】 1.差分放大电路放大差模信号及抑制零漂（共模信号）原理。 2.集成运放的主要参数。 3.1.1集成运放的电路结构 3.1.2零点漂移的抑制方法 3.1.3集成运放的主要参数 3.1.1集成运放的电路结构 1.集成运放的电路结构 集成运算放大器一般由输入级、电压放大级、输出级和偏置电路四个部分组成。 差纷 输入级 电压放大级 输出级 偏置电路 输入级又称前置级：由一个高性能的差动放大电路构成，具有较高的共模抑制比。 差动放大电路的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。 电压放大级：由多级共射放大电路组成，以获得高的电压放大倍数。 输出级：由电压跟随器或互补电压跟随器组成，能够输出足够大的电压和电流。 偏置电路：为各级放大电路提供稳定和合适的偏置电压。 2.集成运放的电路符号 集成运放电路符号 “V+”一一同相输入端，集成运放输出信号与该输 入信号相位相同： “V,-”一一反相输入端，集成运放输出信号与该输 入信号相位相反； Doo “Vo”一一输出端 ”△”-— 表示运算放大器： “∞”一一表示开环放大倍数极高。 实际集成运放的引脚除了两个输入端和一个输出端外，还有电源端、调零端等。 3.1.2零点漂移的抑制方法 零点漂移简称零漂：输入电压为零， V1=0 输出电压偏离零值，发生缓慢的、无 规则的变化。 1.零点漂移的危害 造成测量误差、使自动控制系统发生错误动作； 淹没真正的信号，使放大电路无法正常工作。 2.零点漂移的抑制方法 最有效且广泛采用的方法是输入级采用差分放大电路。 3.差分放大电路 +Vcc (1)电路的构成及工作原理 由两个完全对称的单管放大电路连 接而成。在该电路中，晶体管V、Y,型 号一样、特性相同，R为输入回路限流 RE 电阻，R,为基极偏流电阻，R为集电极 R? 8-VEE 负载电阻。 输入信号电压由两管的基极输入，输出电压从两管的集电极之间提取。 当温度变化引起三极管集电极电流变化时，由于电路对称，存在△Ic,=△Ic2，导致 两管集电极电位的变化量必然相等，即△Vc1=△Vc2,所以输出电压%=△'%-△'2=0。 在理想情况下，由于电路的对称性，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地 抑制。 (2)差模输入 差模输入：在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压，即'=-V12 差模信号：大小相等、极性相反的信号。 差分放大电路对差模信号具有较好的放大作用。 差模放大倍数与单管放大倍数相同，即A1=Ar2=Aa。 (3)共模输入 共模输入：在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，即V1=V12。 差模信号：大小相等、极性相同的信号。 差分放大电路对共模信号无放大作用，共模信号的电压放大倍数为零。 在实际应用中，如果信号源两端均不接地，则差分放大电路应选择双端输入方式：如 果信号源有一端接地，则差分放大电路应选择单端输入方式。 3.1.3集成运放的主要参数 1.开环电压放大倍数A 集成运放在没有外接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Aa 很高，一般在103~107之间。 2.差模输入电阻Ra 集成运放的两个输入端之间对差模输入信号所呈现的电阻。 R越大，集成运放对信号源的影响就越小。目前一般在几十千欧到几兆欧。 3. 输出电阻R。 集成运放开环时，输出端的对地电阻。 R,越小，运放带负载能力越强。一般在几十欧到几百欧。 4.输入失调电压Vo 为了抵消内部电路的不对称，保证当输入电压为零时输出电压也为零，在输入端所加 的补偿电压。 V。越小，表示输入级的对称性越好，一般为几毫伏。 5.输入偏置电流IB 集成运放输出电压为零时，两个输入端偏置电流的平均值。 IB越小越好，一般为10nA~1mA。 6.共模抑制比KcMR 集成运放开环电压放大倍数与其共模电压放大倍数之间的比值，即Kcw= KcR常用分贝表示，其值越大越好，一般大于80dB。