模電學(xué)習(xí)筆記13——集成運(yùn)放中的單元電路(1)
教材:童詩(shī)白、華成英《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第五版) 高等教育出版社
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3.3??集成運(yùn)放中的單元電路
3.3.1 直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象
一、零點(diǎn)漂移(溫度漂移)現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因
(1)輸入電壓變化量為0而輸出電壓變化量不為零的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。
(2)產(chǎn)生原因:溫度變化(主要原因)、直流電源波動(dòng)、元器件老化。
二、抑制溫度漂移的方法
? ? ? ?抑制溫度漂移的辦法:加入直流負(fù)反饋、溫度補(bǔ)償、構(gòu)成差分放大電路。

3.3.2 差分放大電路
一、電路的組成
(1)共模信號(hào):大小相等、極性相同的信號(hào);
? ? ? ? ?差模信號(hào):大小相等、極性相反的信號(hào)。
(2)電路參數(shù)理想對(duì)稱:指對(duì)稱位置的電阻值絕對(duì)相等,兩只晶體管在任何溫度下的特性曲線完全重合。
(3)理想對(duì)稱條件下,差分放大電路克服了溫度漂移,實(shí)現(xiàn)了零輸入零輸出。


二、長(zhǎng)尾型差分放大電路
(1)靜態(tài)分析

(2)對(duì)共模信號(hào)的抑制作用
① 差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制,不但利用電路參數(shù)的對(duì)稱性所起的補(bǔ)償作用,使得兩只晶體管的集電極電位變化相等;還利用了Re對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔?,抑制每只晶體管集電極電流的變化,從而抑制集電極電位的變化。
② 共模電壓:共模信號(hào)之和的平均值,uIc=(uI1+uI2)/2。
③ Re對(duì)共模信號(hào)起負(fù)反饋?zhàn)饔茫史Q之為共模負(fù)反饋電阻。阻值越大,負(fù)反饋?zhàn)饔迷綇?qiáng),但受到VEE的限制。
④ 共模放大倍數(shù):描述差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制能力,理想情況下等于零。


(3)對(duì)差模信號(hào)的放大作用
① Re對(duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔谩?/p>
② 差模電壓:差模信號(hào)之差,uId=uI1-uI2。
③ 差模放大倍數(shù):輸入差模信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)。
④ 差分電路的電壓放大能力只相當(dāng)于單管放大電路。


(4)共模抑制比:綜合考察研究差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制作用和對(duì)差模信號(hào)的放大作用。理想情況下為無(wú)窮大。

三、差分電路的四種接法
(1)為了防止干擾和負(fù)載的安全,常將信號(hào)源的一端接地,或者將負(fù)載電阻的一端接地。
(2)根據(jù)輸入端和輸出端接地情況不同,差分放大電路有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出等四種接法。
(3)雙端輸入雙端輸出



(4)單端輸入雙端輸出


(5)四種接法的比較
① 輸入電阻均為2(Rb+rbe);
② Ad、Ac、Ro、KCMR均與輸出方式有關(guān);
③ 單端輸入時(shí),在差模信號(hào)輸入的同時(shí)總伴隨著共模輸入。

四、改進(jìn)型差分放大電路
(1)Re越大,差分放大電路性能越好,但同時(shí)受到電源VEE的限制,Re不能過(guò)大。
(2)差分電路需要既能采用較低的電源電壓,又能有很大的等效電阻Re的發(fā)射極電路,電流源具備上述特點(diǎn)。


(3)加調(diào)零電位器Rw
? ? ? ? ?在實(shí)際電路中,由于難以做到參數(shù)理想對(duì)稱,常用一個(gè)阻值很小的電位器加在兩個(gè)發(fā)射極之間,調(diào)節(jié)Rw滑動(dòng)端的位置便可使得電路在uI1=uI2=0時(shí)uo=0,因此Rw為調(diào)零電位器。

(4)為了獲得高輸入電阻的差分放大電路,可選用場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路。
