2022年集成运算放大器教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第五章 集成运算放大器 第一节 直流放大器 教学目的 ：1、明白直流放大器的概念；2、把握直流放大器存在的问题；3、把握解决直流放大器零点漂移的问题；4、把握差动放大器的工作原理；教学重点： 1、直流放大器存在的问题；2、差动放大器抑制零漂的工作原理；教学难点： 1、差动放大器抑制零漂的工作原理；教学方法与手段： 1、老师讲授与同学练习相结合；2、板书与多媒体课件相结合 课时方案： 3 课时一、 集成运算放大器集成运算放大器 高增益的直接耦合的集成的多级放大器；集成电路的工艺特点：（1）元器件具有良好的一样性和同向偏差,因而特

2、殊有利于实现需要对称结构的电路；（2）集成电路的芯片面积小,集成度高,所以功耗很小,在毫瓦以下；（3）不易制造大电阻；需要大电阻时,往往使用有源负载；（4）只能制作几十pF 以下的小电容；因此,集成放大器都采纳直接耦合方式；如需大电容,只有外接；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（5）不能制造电感,如需电感,也只能外接；直流放大器：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化的放大电 路,称为直流放大器；二、 流放大器存在的两个问题 1、 前后级静态工作点相互影响的问题；解决的方法是：在后级发射极加电

3、阻、在后级发射极加二极管、用 PNP 型管与 NPN 型管互补构成；2、 存在零点漂移；零点漂移：输入 ui=0 时,输出有缓慢变化的电压产生；uo0 t产生零漂的缘由： 由温度变化引起的； 当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时,这种变化量会被后面的电路逐级放大,最终在输出端产生较大的电压漂移；因而零点漂移也叫温漂；零漂的衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端运算；名师归纳总结 3.减小零漂的措施u+R bR cT1+uo+VCCR cR b+第 2 页,共 21 页用非线性元件进行温度补偿_采纳差动放大电路T2三、 差动放大器R e_ VEEu i2i1- - - -

4、- - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一.结构: 对称性结构即： 1 2UBE1 =UBE2 = U BE rbe1= rbe2 = rbeRC1=R C2= R C Rb1=Rb2= Rb 1. 差动放大电路一般有两个输入端：双端输入 从两输入端同时加信号；单端输入 仅从一个输入端对地加信号；2. 差动放大电路可以有两个输出端；双端输出 从 C1 和 C2 输出；单端输出 从 C1 或 C2 对地输出；3. 差模信号与共模信号 差模信号： uid=ui1-ui2 共模信号： uic=1/2u i1+ui2 差模电压增益： Aud=Uod/U id 共模

5、电压增益： Auc=Uoc/U ic 总输出电压： uo=u od+uoc=Auduid+Aucuic名师归纳总结 4. 共模抑制比KCMR =Aud/Auc+R bR cT1+uo+VCCR cR b+ u i2第 3 页,共 21 页二）.差动放大电路的基本工作原理1、静态时_UI1UI2 UO0 T22、抑制零漂的原理ui1R e_ VEE当 ui1 = ui2= 0 时,UC1 = UC2Uo= UC1 - UC2 = 0 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 当温度变化时：设T i学习必备欢迎下载c2c1 , ic2 uc1 , uuo= uc1

6、 - uc2 = 0 3. 电路的动态分析1 加入差模信号 ui1=-u i2 =u id/2 ,uic=0；如 ui1 ,u i2 ib1 ,ib2 ie1 ,iu ie2 IA uRe不变 UE不变u O1R c/R L2r be所以, Re对差模信号相当于短路；求差模电压放大倍数：A udu iu OdR b12u i1差模输入电阻R id2R br be输出电阻R o2R c2 加入共模信号共模电压放大倍数A uc0本课小结： 1、直流放大器存在的两个问题：静态工作点相互影响的问题,零点漂移的问题；名师归纳总结 2、解决零点漂移的方法是采纳差动放大器；第 4 页,共 21 页3、差动放

7、大器抑制零漂的原理；作业：电子技术基础教材P112 51、52、53 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载其次节 OCL电路与 OTL电路 教学目的 ：1、把握 OCL 电路与 OTL 电路的结构及工作原理；2、把握排除交越失真的方法；教学重点： 1、OCL 电路与 OTL 电路的工作原理；2、输出功率的运算；教学难点： 1、交越失真的排除方法；教学方法与手段： 1、老师讲授与同学练习相结合；2、板书与多媒体课件相结合；课时方案： 4 课时 一、OCL 电路 一）、电路结构+Vcc V1 ui V2 RL uo -Vcc 电路中采纳了正

8、负两组电源,采纳两个晶体管：NPN 、PNP 各一只；其中 V1 为 NPN 型,V2 为 PNP 型,两管极性相反,性能一样；两名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载只三极管的基极连在一起,作为信号的输入端,发射级连在一起,作 为信号的输出端,组成互补对称式射极输出器；二）、工作原理+Vcc ui V1ic1 uo 交越失真V2 RL ic2 -Vcc 1、静态工作情形分析 ui = 0V ,V1、V2均工作于截止状态, I B1=I B2=0,I C1=I C2=0,（乙类工 作状态）uo = 0

9、V 2、动态工作情形分析 输入信号正半周,Ui0,V1加正向电压导通, V2加反向电压截止,i l =i c1,uo0, 输入信号负半周, ui 0,V1加正向电压导通, V2加反向电压截止,i l =i c1,uo0, 输入信号负半周, ui 0, V1加反向电压截止, V2加正向电压导通,i l=i c2,u o0；（由电容供电）V1、V2两个管子交替工作,在负载上得到完整的正弦波；同样存在交 越失真；三）、有用型 OTL电路C1 C1名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载与 R 组成自举电路（1

10、）静态偏置：调整RW 阻值的大小,可使UP1V CC2此时电容上电压UC1V 2CC（2）动态分析Ui 负半周时, V1 导通、 V2 截止；Ui 正半周时, V1 截止、 V2 导通；（电容起到了负电源的作用）由于C1 很大,两端电压基本不变,使C1 上端电位随输出电压上升而上升；保证输出幅度达到78VCC/2；（3）输出功率及效率P omaxUomax2V2 CCmax25.%R L8R L四）复合管 复合管的复合原就是： 1、保证参加复合的每只管子有各自的正确的 电流流向；2、复合管的类型由第一只管子打算；本课小结：1功率放大器的特点：工作在大信号状态下,输出电压和输出电流 都很大；要求

11、在答应的失真条件下,尽可能提高输出功率和效率；2为了提高效率,在功率放大器中,BJT常工作在乙类和甲乙类状态下,并用互补对称结构使其基本不失真；这种功率放大器理论上的最大输出效率可以达到 78.5 ；3互补对称功率放大器的几种主要结构：名师归纳总结 OCL（双电源） 乙类、甲乙类；第 10 页,共 21 页（单电源） 乙类、甲乙类； OTL- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第三节 集成运算放大器的基础学问 教学目的 ：1、明白集成运放的电路组成及符号；2、把握抱负集成运算放大器的特点；教学重点： 抱负集成运算放大器的特点；教学难点：

12、抱负集成运算放大器的特点；教学方法与手段： 1、老师讲授与同学练习相结合；2、板书与多媒体课件相结合；课时方案： 2 课时一、 集成运放的电路组成及符号集成运放的方框图 输入级主要是抑制零点漂移；电压放大级主要是起电压放大作用；输出级采纳射极输出器主要是提高带负载才能；偏置电路主要是供应各级直流电压,保证各级有合适稳固的静态工作点；集成运放的图形符号名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载二、 集成运放的主要参数1、开环差模电压放大倍数Avo 输入失调电压 V IO2、3、输入失调电流 IIO4、共模

13、抑制比 KCMR5、输出峰峰电压VOPP三、 抱负集成运放抱负集成运放所具备的条件是：1、开环电压放大倍数 AVO 2、输入电阻 ri3、输出电阻 ro=4、共模抑制比 KCMR 抱负运放的两个重要结论：1、抱负运放的两输入端电位差趋于零；即：UPUN2、抱负运放的输入电流趋于0 即：II0 本课小结： 1、集成运放的电路组成及符号；2、集成运放的主要参数；3、抱负运放的主要条件；名师归纳总结 作业：电子技术基础教材P112 54、55、56 第 12 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第四节 集成运算放大器构成的运算

14、电路 教学目的 ：1、明白反相比例运算放大器反、同相比例运算放大器的 组成及运算；2、把握虚地、虚短、虚断的含义；教学重点： 反相比例运算放大器、同相比例运算放大器的运算；教学难点： 虚地、虚短、虚断的含义；教学方法与手段： 1、老师讲授与同学练习相结合；2、板书与多媒体课件相结合；课时方案： 4 课时 一、反相比例运算放大器 一）、电路结构由于 ri=,Ii=0,V P=VN=0,故 P 与相当于短路, 称为虚短, 所以 N 点称为虚地,这是反相运算放大器的一个重要特点；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必

15、备 欢迎下载闭环电压放大倍数为：A ufuoR FuiR1i1ifRF+uouiR 1当R FR 1时,uoui,即A uf1,该电路就成了反相器；图中电阻Rp 称为平稳电Rp阻,通 常取R pR 1/ R F,以+保证其输入端的电阻平稳,从而提高差动电路的对称性；二、 同相比例运算放大器一）、电路结构名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载同反相输入比例运算电路一样,为了提高差动电路的对称性,平稳电阻R pR 1/ R F；闭环电压放大倍数为：A ufuo1R Fui+uouiR 1可见同相比例运算

16、电路的闭环电压+放大 倍 数必 定大 于 或等 于1；当R f0或R 1时 ,uoiu, 即A uf1,这时输出电压跟随输入电压作相同的变化,称为电压跟随器；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载本课小结： 1、反相比例运算放大器中的虚地,虚短、虚断的概念；2、反相比例运算放大器的闭环放大倍数：Avf=v o/vi=-R f/R1 3、同相比例运算放大器的闭环放大倍数：Avf=V O/V i=I1R1+Rf/R 1I1=1+R f/R1 名师归纳总结 作业：电子技术基础教材P112 59 第 16

17、页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第五节 集成运算放大器的应用 教学目的 ：1、明白加法运算放大器减法运算放大器的组成及运算；2、明白各种信号转换电路的工作原理；3、明白运算放大器的使用常识 教学重点： 加法运算放大器减法运算放大器的组成及运算；教学难点： 各种信号转换电路的工作原理；教学方法与手段： 1、老师讲授与同学练习相结合；2、板书与多媒体课件相结合；课时方案： 4 课时 一、 运算电路 一）、加法运算电路依据运放工作在线性区的两条分析依据可知：i1ifi 1i2fui2uoui1R1i1ifRFuou i ,

18、R 1i2ui2,iR 2R F由此可得：uoR Fui1R Fui2R2i2R 1R2如R 1R 2Rp+R F,就：ui1ui2uo可见输出电压与两个输入电压之间是一种反相 输入加法运算关系；这一运算关系可推广到有更多个信号输入的情形；平稳电阻R pR 1/R 2/RF；二、 减法运算电路名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习必备欢迎下载第 18 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例：求图示 电路中uo与ui 1、ui

19、2的关系；ui2RRP1R+ui1R1Rp2RF+uouo1R2+解：电路 由第一级的反相器和其次级的加法运算电路级联名师归纳总结 而成；u o1ui2u i1R Fuo1R Fu i2R Fu i1第 19 页,共 21 页uoR FR 1R 2R 2R 1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载三、 运放的使用留意事项1、输入端爱护名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2、输出端爱护3、电源爱护本课小结： 1、加法运算电路与减法运算电路的运算；2、运算的使用留意事项；作业：电子技术基础教材：P113 511、512、513、515 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 21 页