3.1.1 零点漂移（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第3章 集成运算放大器及正弦波振荡电路 本章首先介绍直流放大电路的基本概念、差动放大电路的工作原理及集成运放的特点；然后介绍反馈的基本概念、反馈类型的判断方法、负反馈对放大器性能的影响、正反馈的应用—正弦波振荡电路；最后介绍集成运放组成的基本运算电路。 知识目标 掌握差动放大电路的特点及其抑制作用。 理解和掌握负反馈的基本概念。 掌握判断反馈放大电路类型的方法。 掌握负反馈对放大电路性能的影响。 熟悉集成运放的电路特点、组成及外部引线。 掌握集成运放的理想条件。 掌握集成运放的运算功能。 掌握集成运放电路的特点及运算功能。 了解正弦波振荡电路的电路组成、振荡条件和振荡频率。 技能目标 能正确识读集成运放的引脚。 能按输出电压和输入电压关系式的要求，画出集成运放电路图。 掌握集成运放应用电路的调测方法。 3.1 差动放大电路 差动放大电路又称差分放大电路，广泛应用于集成电路中。 3.1.1 零点漂移 1．零点漂移现象 用来放大直流信号的放大电路称为直流放大器，直流放大器不能使用阻容耦合方式或变压器耦合方式，应采用直接耦合方式才能使直流信号逐级顺利传送。 当放大电路处于静态时，即输入信号电压为零时，输出端的静态电压应为恒定不变的稳定值。但是在直流放大电路中，即使输入信号电压为零，输出电压也会偏离稳定值而发生缓慢的、无规则的变化，这种现象叫做零点漂移，简称零漂。 2．产生零点漂移的原因 产生零点漂移的原因有电源电压的波动、温度变化、元器件老化等，其中温度变化是产生零漂的最主要的原因。 3．抑制零点漂移的措施 ① 选用稳定性能好的高质量的硅管。 ② 采用高稳定度的稳压电源可以抑制电源电压波动引起的零漂。 ③ 利用恒温系统来减小温度变化引起的零漂。 ④ 利用两只特性相同的三极管组成的差动放大器，它可以有效地抑制零漂。 3.1.2 典型差动放大电路 1．差动放大器电路的组成 典型差动放大器的基本电路如图3.1所示，其中图（a）所示为实物图，图（b）所示为电路原理图。它具有两个输入端Ui1、Ui2，该电路采用两个对称的共射基本放大电路，VT1、VT2是一对性能相同的三极管，两边的元器件采用相同的温度特性和参数，使之具有很好的对称性，并且一般采用正负电源供电，VCC= −VEE，这里VT1、VT2的发射极通过Re接−VEE，这是典型的差动放大电路。 图3.1 典型差动放大器 2．电路工作原理 （1）差模信号和共模信号 ① 差模信号（Ud）：一对大小相等、极性相反的信号称为差模信号，即 Uid1 = −Uid2 = Uid/2 ② 共模信号（Uc）：一对大小相等、极性相同的信号称为共模信号，即 Uc1 = Uc2 = Uc （2）对差模信号的放大作用 由两个三极管组成的双端输入、双端输出差动放大电路，其电压放大倍数和共射单管放大电路的电压放大倍数相同。 实际上是通过牺牲一只三极管的放大倍数来换取对零点漂移的抑制。 （3）对共模信号的抑制作用 注意观察图3.1所示的差动放大电路在输入共模信号变化情况下的输出电压的变化情况。（建议采用仿真演示） 只在共模信号作用时差动放大器的输出电压称为共模输出电压Uoc，把输入共模信号时的电路的电压放大倍数称为共模电压放大倍数，用Ac表示，即 在理想情况下，差动放大电路对共模信号没有放大能力，即共模电压放大倍数Ac为零。 （4）共模抑制比（KCMR） 差动放大电路的主要优点是可以有效地放大差模信号，同时可以很好地抑制零点漂移。对差模信号的放大倍数越大，对共模信号的放大倍数越小，电路对共模信号抑制能力越强，放大电路的性能就越好。为了更好地反映此能力，引入共模抑制比KCMR，其定义为 KCMR是衡量、评定差动放大电路质量优劣的重要参数。 在理想情况下，即电路完全对称时，共模电压放大倍数Ac为零，差动电路共模抑制比趋近于无穷大。 知识拓展 ——差动放大电路的零点漂移抑制作用 1．差动放大电路的零点漂移折算到输入端时，相当于两个三极管的输入端加上大小相等、极性相同的共模漂移电压。 2．差动放大电路能有效地抑制零点漂移，关键是它的左右电路完全对称。比如，温度升高，VT1的Ic1增大，VT2的Ic2同样地增大，两管集电极电流增量相等，即ΔIc1=ΔIc2，使集电极电压变化量相等，即UＣ1=UＣ2=0，输出电压变化量Uo=UＣ1−UＣ2=0，电路有效地抑制了温度变化带来的零漂。 3．典型差动放大电路中的射极电