模电笔记8 集成放大电路

集成放大电路：简称集成运放，多用于各种模拟信号的运算(如比例、求和、求差、积分、微分)。

综合运输特点： ①直接耦合是集成运放的方式。 ②由于相邻元件对称性好，受环境温度和干扰影响后变化相同。因此，在集成运输中，大量元器对称的各种差异放大电路（输入级）和恒流源电路（偏置电路或有源负载） ③电路复杂化并不会使工艺过程复杂化，所以集成运放允许采用复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。

集成运放的组成：输入级、中间级、输出级、偏置电路。

输入级，又称前置级。它通常是双端输入的高性能差异放大电路。 输入电阻高，电压放大倍数大，抑制零点漂移的能力强。

中间级是整个放大电路的主放大级，其功能是使集成运输具有较强的放大能力，多采用共射或共源放大电路。 此外，为了提高电压放大倍数，通常采用复合管作为放大管，恒流源作为电极负载的集合。 其放大倍数可达千倍以上。

输出级应具有输出电压线性范围宽、输出电阻小（即负载能力强）、非线性失真小等特点。 互补输出电路多用于集成运输的输出级。

偏置电路用于设置各级集成放大电路的静态工作点。 与分立元件不同，电流源电路为各级提供了合适的静态工作点电流，以确定合适的静态工作点

集成运输包括同相输入端和反相输入端。 同相和反相是指输入电压与输出电压之间的相位关系。

图3.1 从外部看，可以认为集成运输是双端输入和单端输出具有高压放大倍数、高输入电阻和低输出电阻，可以更好地抑制零点漂移的差异放大电路。 有单电源和正负双电源。 图3.2电压传输特性

由上图3.2.可以看出，有线放大区(线性区)和饱和区(非线性区)是集成运放的两部分。 曲线的斜率为电压放大倍数。 在非线性区域，输出电压只有两种可能性， U_OM和-U_OM。

因为集成运输放大了u_P和u_N差值信号称为差模信号。 而且反馈没有通过外电路引入，因此称其电压放大倍数为差模开环放大倍数，记录为A_od，因此，当在线区域集成运输时： u_O = A_od ( u_P - u_N ) 通常A_od很高，可达几十万倍。

在直接耦合放大电路中，即使输入端短路，输出端也会有缓慢的输出电压。 这种输入电压为零，输出电压变化不为零的现象称为零点漂移现象。

在放大电路中，任何元件参数的变化（如电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数随温度的变化）都会产生输出电压的漂移。 在电阻耦合放大电路中，这种缓慢变化的漂移电压会降落在耦合电容上，而不会传输到下一个电路。 但在直接耦合放大电路中，由于前后级直接连接，前一级的漂移电压和有用电压将一起送到下一级，逐步放大，输出端难以区分有用信号和漂移电压，放大电路不能正常工作。 使用高质量的稳压电源和使用老化试验元件可以大大降低漂移电压。 由温度变化引起的半导体器件参数变化成为零点漂移的主要原因，因此零点漂移也被称为温度漂移，简称温漂。

(1)在电路中引入直流负反馈。 (2)采用温度补充法，利用热敏元件抵消放大管的变化。 (3)采用相同特性的管道，使其温漂相互抵消，形成差分放大电路。这种方法也可以归因于温度补偿。