《2 第2章 模拟集成电路及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2 第2章 模拟集成电路及应用（156页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工学2,第2章 模拟集成电路及应用,电子技术,第2章 模拟集成电路及应用,2.1 集成运算放大器2.2 放大电路中的负反馈2.3 集成运放的线性应用2.4 集成运放的非线性应用2.5 模拟乘法器及其应用2.6 模拟集成功率放大器及其应用,特殊问题:,R2 、RE2 : 为设置合适的Q点而增加。,1.前后级Q点相互影响:,直接耦合电路的特殊问题,2.零点漂移:,当 ui= 0 时：,特殊问题:,有时会将信号淹没,1.结构:,对称,基本型差动放大器,2.抑制零漂的原理:,uo= uC1 - uC2 = 0,uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0,当ui1 = ui
2、2 = 0 时：,当温度变化时：,1.结构:,为了使左右平衡，可设置调零电位器:,ui1,双电源长尾式差放,2. 静态分析:,温度T,IC,IE = 2IC,UE,UBE,IB,IC,ui1 = ui2 = 0,RE : 强负反馈作用,2). Q点的计算:,直流通路,IC1= IC2= IC= IB,UC1= UC2= UCCICRC,UE1= UE2 =IBRBUBE,UCE1= UCE2 = UC1UE1,3. 动态分析:,1) 输入信号分类,1,差模输入:,ui1 = -ui2= ud,差模电压放大倍数:,共模输入:,2,ui1 = ui2 = uC,共模电压放大倍数:,共模抑制比:,K
3、CMRR =,KCMRR (dB) =,(分贝),（Common - Mode Rejection Ratio),(differential mode),( common mode),3,任意输入: ui1 , ui2,差模分量:,共模分量:,ud,uC,ui1 = uC + ud,ui2 = uC - ud,叠加,分解,例题:,ui1 = 20 mv , ui2 = 10 mv,则：ud = 5mv , uc = 15mv, ui1 = 15mv + 5mv,ui2= 15mv - 5mv,输入端 接法,双端,单端,输出端 接法,双端,单端,双端输出：,Ad = Ad1,单端输出：,差模电压
4、放大倍数：,差放电路的几种接法, 信号输入方式,+VCC,.共模输入信号 ui1=ui2=uC （大小相等,极性相同）,理想情况：ui1=ui2 uC1=Uc2 uo=0 AC=0,共模电压放大倍数：,（很小，1M, 有的可达100M以上。,(4)输出电阻ro,ro =几-几十。,2.集成运放的主要参数,(5) 输入失调电压UIO : 反映差动输入级的不对称程度,(10) 最大差模输入电压UIDM,(9) 最大共模输入电压UICM,(6) 输入失调电流IIO,(7) 输入偏置电流IIB,(8) 输入失调电压温漂dUIO/dT,3.集成运放的分类,按用途分,通用型,低功耗型,高精度、低漂移型,高
5、阻型,1.电压传输特性,集成运放的电压传输特性是指开环时，输出电压与差模输入电压之间的关系。,即:uo=Auo(u+-u-)= Auouid,2.1.3集成运放的电压传输特性,2.理想运放模型,（1） “虚短”: 运放两输入端的电位相等，即u+= u-。 u+u-=uo/Auo=0 u+=u-,结论:,（2） “虚断”: 两输入端的输入电流为零，即i+=i-= 0 。,（2）理想运放工作在非线性区。 u+u 时，uo=+Uom u+u 时，uo=Uom,3.分析运放电路的基本依据,（1）运放工作在线性区。 “虚短”和“虚断”,反馈：凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输
6、入端，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,2.2.1 反馈的基本概念,2.2 放大电路中的负反馈,反馈控制系统举例-炉温控制系统,取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器,取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。,反馈框图：,反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,叠加：,负反馈框图：,输出信号,输入信号,
7、反馈信号,差值信号,开环放大倍数,闭环放大倍数,反馈系数,3. 关于反馈深度的讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,1.按反馈信号的极性分类及判断,1.负反馈和正反馈,正反馈：反馈信号的极性与输入信号的极性相反， 即，即反馈的结果增强了原来的输入信号，使净输入信号XdXi，这种反馈称为正反馈。,负反馈：反馈信号的极性与输入信号的极性相同，即，即反馈的结果削弱了原来的输入信号，使净输入信号XdXi，这种反馈称为负反馈。,2.22 反馈放大电路的分类及判断,根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈信
8、号与输入信号以电压形式叠加决定净输入电压信号。,并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式叠加决定净输入电流信号。,串联反馈使电路的输入电阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小。,2、按输入端的连接方式分类及判别,并联反馈,串联反馈,3.按输出端的取样方式分类及判别,电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。,电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。,根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,输出取样方式的判别-输出短路法：注意:输出端短路时，是将R L短路，不一定是对 地短路。,电
9、流反馈,电压反馈,4、按反馈信号的性质分类及判别,交流反馈：反馈信号是交流成分。直流反馈：反馈信号是直流成分。,若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,负反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,输入-串联、并联,输出-电流、电压,2.2.3负反馈放大电路的四种组态,1.电压串联负反馈, 输出短路法判断是电压反馈或电流反馈, 瞬时极性法判断正负反馈, 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形
10、式的不同，判断串联反馈和并联反馈,结论:电压负反馈使输出电压趋于稳定,ud=uiuf,2.电流并联负反馈,结论:电流负反馈使输出电流趋于稳定,3.电压并联负反馈,4.电流串联负反馈,例2.2.1 试判别图(a)和(b)两个两级放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的各是何种类型和极性的反馈电路。,(b)是电流并联负反馈,(a)是电压串联负反馈,负反馈放大器的四种类型,负反馈类型有四种组态: 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈,3.2 负反馈的类型及分析方法,3.2.1 负反馈的类型,(1),根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,如果反馈信号
11、取自电压信号，叫电压反馈。如果反馈信号取自电流信号，叫电流反馈。,电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。,电压反馈采样的两种形式：,电流反馈采样的两种形式：,(2),根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较的，叫串联反馈。,反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较的，叫并联反馈。,串联反馈使电路的输入电阻增大，并联反馈使电路的输入电阻减小。,ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,(3),交流反馈与直流反馈,有的反
12、馈只对交流信号起作用，称为交流反馈。有的反馈只对直流起作用，称为直流反馈。有的反馈对交直流均起作用。,在反馈网络中串接隔直电容，可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,负反馈的分析方法,分析步骤：,3、是否负反馈？,4、是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1、找出反馈网络（电阻）。,2、是交流反馈还是直流反馈？,判断负反馈的方法：,瞬时极性法：,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过
13、反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uc1,ub2,uc2,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uc1,ub2,uc2,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。,59,分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。,60,我们这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。,如果反馈对交直流均起作用（本题即是），可以用全量。,瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,
