三极管放大电路(集成运算放大电路)

该内容转载自河科大牛老师

差分放大电路

差分放大电路是一个由两个三极管组成的对称电路,不但结构相同,连参数也相同。

差分电路的特点除了对称之外,其输入信号和输出信号与普通电路也不同。两个三极管都有一个输入信号端,即差分电路可以接两个输入电压信号。同时,输出电压信号是两个三极管的集电极之间的电位差,而不是一般对地输出信号(以地位负极性端,以集电极电位为正极性端)。

差分电路这种对称,并且取两个集电极电位差做输出的特点,可以抑制温漂。这种抑制温漂的原理不同于前面在发射极上增加电阻RE抑制温漂。增加RE是通过减小输入端UBE的值来减小IB、 减小IC、IE的上升,而差分是不抑制静态点上升,利用两个集电极电位变化量相同,然后相减来得到稳定不变的输出。

在实际差分电路中,由于做不到电路绝对对称,往往是两种措施均采用,即在尽量保持对称的基础上,增加抑制温漂电阻RE。

由于差分电路的特殊性,RE不需要并联旁路电容Ce以区分温度信号还是输入信号,这是差分的结构优势所在。

差分电路在抑制温漂的同时,可以抑制共模信号,放大差模信号,从而使得当电路只对两个输入信号的差值放大,故此电路称为差分电路,或者差动电路。

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集成运算放大电路简介

三极管组成的基本放大电路只有三种,其中共射放大电路的放大倍数最高,但是其输入电阻和输出电阻不理想;共集电极放大电路的输入电阻和输出电阻比较理想,但是放大倍数低。为了得到放大倍数高,且输入电阻高,输出电阻低的放大电路,只能通过组合的形式得到,这就是多级放大电路。

这种多级放大电路的第一级通常是差分放大电路,即可以抑制温漂,又可以提高输入电阻。

多级放大电路设计好以后,在一块半导体基片上制作完成即为芯片。由于此芯片常用于运算,故称为运算放大电路,简称运放

运放第一级为差分电路,有两个输入端,但此差分电路的输出是单端输出,而不是两个集电极电位的差,故造成输出电压对两个输入电压的反应刚好相反。

若输入电压增加时,输出电压减小,则称此输入端为反相输入端。若输入电压增加时,输出电压也增加,则称此输入端为同相输入端。

无论同相输入端还是反相输入端,输出电压与输入电压之间的放大倍数绝对值是相同的,称为开环电压放大倍数,其值很大。当两个输入端的电压不同时,输出电压uo是两个输入电压差值乘以开环电压放大倍数。

由于运放内部没有储能元件,故输出电压的幅值不能将超出外加直流电压,因此当输入电压的差值较小时,输出电压随着输入电压差值的增大而增大,此种状态称为线性;当输入电压的差值增大到一定值时,输出电压就达到最大值,不再随着输入电压的差值增加而增加,此种状态称为饱和。

可惜的是,线性区非常窄,即输入电压差值非常小即可令运放进入饱和区。

三极管放大电路(集成运算放大电路)

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