模擬電子技術

項目三集成運算放大器基礎

（任務一差動放大電路的工作原理）

1項目三集成運算放大器基礎

集成運算放大器的組成及符號差動放大電路的工作原理典型差動放大電路分析差動放大電路的工作原理集成運算放大器的組成及符號任務一

典型差動放大電路分析

引子：為什么引入差動放大器？2.直流放大器面臨的問題電容耦合放大器無法放大直流信號，耦合電容很難傳送緩變信號。直流放大器常常采用直接耦合方式。直接耦合放大器的兩個問題：（1）級與級之間的直流工作狀態互相影響（2）零點漂移任務一差動放大電路的工作原理

零點漂移現象直接耦合的多級放大電路，當輸入信號為零時，由于溫度的變化、電源電壓的波動以及元器件老化等原因，使放大電路的工作點發生變化，這個不為零的、無規則的、持續緩慢變化量會被直接耦合的放大電路逐級加以放大并傳送到輸出端，使輸出電壓偏離原來的起始點而上下漂動，這種現象稱為零點漂移，簡稱零漂或溫漂。

uOt0零漂有時會把有用信號淹沒任務一差動放大電路的工作原理

引子：為什么引入差動放大器？現象：輸入電壓為零，輸出端電壓表指針偏離零點或起始值，出現忽大忽小的不規則擺動。零點漂移引起零漂的外界因素：時間漂移：由于晶體管和其他元件的參數本身老化作用引起的，與電路設計無關。溫度漂移：由于晶體管的參數隨著環境溫度的變化而變化所造成的。電源電壓變化引起的漂移：當電源電壓變化時，電路的直流電平配制受到某種破壞而導致輸出零點的變動。任務一差動放大電路的工作原理

引子：為什么引入差動放大器？為什么是矛盾？為了獲得高的直流增益，可以增加級數，但同時輸出漂移電壓也加大。為了減小零漂可以引入負反饋，但同時放大器對直流信號的放大能力也減弱了。尋求新方法解決矛盾！

抵消采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。引入特殊的負反饋對零點漂移有很強的負反饋，對有用直流信號無負反饋。高質量的直流放大器應該具有高的電壓增益和小的零點漂移。矛盾！任務一差動放大電路的工作原理

1.電路形式（長尾電路）差分放大器的基本形式由兩個性能完全相同的共發射極電路拼接而成。如何消除零漂？輸入信號為零，電路對稱某種因素產生零漂，如溫度升高，電路對稱，晶體管參數相同，靠電路對稱消除零漂！任務一差動放大電路的工作原理

（1）差模信號

差動放大電路這種雙端輸入式稱為差模輸入方式，所加信號稱為差模信號，差模信號是放大電路中需要傳輸和放大的有用信號，用uid表示，數值上等于兩管輸入信號的差值：uid=ui1－ui2

兩個輸入端信號之間的差值實際上就是加在多級放大電路輸入級的信號電壓，信號電壓的差值只要不為零時才能進行放大和傳輸。顯然，差動放大電路放大的是兩個輸入端信號的差值，所以又稱為差分放大電路。任務一差動放大電路的工作原理

（2）

共模信號

溫度變化、電源電壓波動等引起的零漂電壓，折合到放大電路輸入端，相當于在放大電路輸入端加了“共模信號”，外界電磁干擾對放大電路的影響也相當于在輸入端加上了“共模信號”。可見，所謂的共模信號對放大電路是一種干擾信號。因此，放大電路對共模信號不僅不應放大，反而應當具有較強的抑制能力。任務一差動放大電路的工作原理

(3)任意輸入信號當兩個輸入信號滿足ui1≠ui2時，稱為任意輸入信號。

任意輸入信號可分解為一對差模信號與一對共模信號的組合，即：ui1=ud+ucui2=-ud+uc其中：uc為共模信號，ud與-ud為一對差模信號，有：

差動放大電路只對其中的差模信號進行放大。結論

（1）無論差動放大電路的輸入信號為何種類型，電路只對其中的差模信號進行放大。（2）與單管放大電路相比，差動放大電路的特點是有效的放大差模信號、有效的抑制共模信號，即有效的抑制零漂。任務一差動放大電路的工作原理

2.幾種電路形式差分式放大電