3.5电气自动化专业电子技术-模拟电子技术电子教案-4.doc

模拟电子技术课程教案
(适用于纸介质教案)
授课题目:
第 3 章集成运算放大器电路基础
教学目的、要求:
要知道
1. 基本差分电路结构及性能特点、差模信号和共模信号含义及其分解方法、共模抑制比含义及其分解方法;
2. 理想运放条件及其“虚短”、“虚断”、“虚地”概念;
3. 线性和非线性工作特点、运放电路直流平衡电阻配置;
4. 集成运放中恒流源的作用。
会画出
集成运放反相、同相比例、加法及减法、微分和积分等运算电路结构形式。
会计算
基本差分电路的差模电压放大倍数、各种运放运算电路的输出电压。
教学重点及难点:
重点
、共模信号、共模增益和共模抑制比的基本概念;
;
 难点
1、差分放大电路的工作原理及指标计算;
2、如何运用“虚短”、“虚断”的概念进行分析运算
教学方法与手段:
本讲以教师讲授为主。用多媒体演示典型差动放大电路——长尾电路的特点、静态和动态计算等,便于学生理解和掌握。
堂教学时间分配:
12学时
教学基本内容:
差分放大电路
双端输入的基本差分放大电路
单端输入的差分放大电路
1、直接耦合放大电路的零点漂移
直接耦合放大电路的零点漂移主要是晶体管的温漂造成的。在基本差动放大电路中,利用参数的对称性进行补偿来抑制温漂。在长尾电路和具有恒流源的差动放大电路中,还利用共模负反馈或恒流源抑制每只放大管的温漂。
2、差动放大电路组成及特点
1)电路组成
差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的。“对称”的含义是两个三极管的特性一致,电路参数对应相等,即Rc1=Rc2,Rb1=Rb2,b1=b2,VBE1=VBE2,rbe1= rbe2, ICBO1=ICBO2。
2)电路特性
(1)差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用;
(2)差动放大电路对差模信号有放大作用;
(3)共模负反馈电阻Re的作用:①稳定静态工作点。②对差模信号无影响。③对共模信号有负反馈作用:Re越大对共模信号的抑制作用越强;也可能使电路的放大能力变差。
3、差动放大电路的输入和输出方式
1)差动放大电路可以有两个输入端:同相输入端和反相输入端。根据规定的正方向,在某输入端加上一定极性的信号,如果输出信号的极性与其相同,则该输入端称为同相输入端。反之,如果输出信号的极性与其相反,则该输入端称为反相输入端。
2)信号的输入方式:若信号同时加到同相输入端和反相输入端,称为双端输入;若信号仅从一个输入端加入,称为单端输入。
3)信号的输出方式:差动放大电路可以有两个输出端:集电极C1和C2。从C1和C2输出称为双端输出;仅从集电极C1或C2对地输出称为单端输出。
按照信号的输入、输出方式,或输入端与输出端接地情况的不同,差动放大电路有四种接法:双端输入/双端输出;双端输入/单端输出;单端输入/双端输出;单端输入/单端输出;
4、差模信号和共模信号
1)差模信号:幅度相等、极性相反的一对输入信号。通常为有用信号。
2)共模信号:幅度相等、极性相同的一对输入信号。通常为温漂和干扰信号。
3)比较输入:和可以分解为一对差模信号和一对共模信号的叠加作用。
差模信号为: ;共模信号为:
5、差分放大电路的静态分析
静态时,电路的输入信号和均接地,故电路静态分析与信号的输入方式无关,可分两种情况进行:双端输出和单端输出。
1)双端输出差分放大电路的静态分析
。由于双端输出差分放大电路的直流通路完全对称,即
,所以,静态分析与电路有无接负载无关。1列输入回路电压方程,并根据放大区即可求得和;2列输出回路电压方程可求得
;
2)单端输出差分放大电路的静态分析
。单端输出带负载后,直流通路不再完全对称。输入回路参数仍然对称,即;在放大区有;但是,,。所以,,然后分别计算和或和。
6、差动放大电路的动态性能指标
(1)差模电压放大倍数Ad:描述电路放大差模信号的能力;
(2)差模输入电阻Rid:差模信号作用下的输入电阻。
(3)差模输出电阻Rod:差模信号作用下的输出电阻。
(4)共模电压放大倍数Ac:描述电路抑制共模信号的能力;
(5)共模抑制比;理想情况下,共模放大倍数为0,共模抑制比为∞。
7、差动放大电路的动态分析
求解动态参数的关键是针对差模参数和共模参数,应分别画出微变等效电路进行计算。差模和共模微变等效电路的主要区别是对Re的处理不同:在差模等效电路中,双端输入时Re视为短路;单端输入时Re视为