集成運算放大器是一個高增益直接耦合的放大電路。
集成運放內(nèi)部主要電路可以分為輸入級、中間級和輸出級三個基本組成部分。組成框圖如下圖所示。
(1) 零點漂移問題
零點漂移:對于實際放大器,當放大電路沒有外加信號時,輸出端有緩慢變化電壓輸出。
① 產(chǎn)生零點漂移的原因:
主要是溫度對三極管的影響。溫度的變化會使三極管的靜態(tài)工作點發(fā)生微小而緩慢的變化,這種變化量會被后面的電路逐級放大,最終在輸出端產(chǎn)生較大的電壓漂移。因此,零點漂移也叫溫漂。
② 零點漂移的危害:
漂移電壓和有效信號電壓無法分辨,嚴重時,漂移電壓甚至把有效信號電壓淹沒,使放大電路無法正常工作。
③解決方法:
輸入級一般采用高性能的差動放大電路,來克服溫度帶來的零點漂移問題。
(2)差動放大電路
① 電路結(jié)構(gòu)特點
差動放大電路如下圖所示。
由二個參數(shù)對稱,結(jié)構(gòu)也對稱的共射放大電路組成。輸入信號分別由兩個三極管的基極輸入;輸出信號取自兩個管子的集電極之間。
② 抑制零點漂移的原理
靜態(tài)時:ui1 = ui2 = 0,由于電路兩邊是完全對稱的,因此有:
ic1 = i c2 =i c
u o1 = u o2 = u c = v cc-i c·r c
輸出電壓 uo= u o1-u o2= 0
當溫度發(fā)生變化時,將引起兩管集電極電流和集電極電位發(fā)生相同的變化,即δic1=δic2,δu o1=δu o1,所以輸出電壓的漂移δuo=δu o1-δu o2=0,從而抑制了零點漂移。
(3)信號輸入方式
由于差動放大電路有兩個輸入端,所以輸入信號有多種方式。
① 共模輸入信號
指在兩個輸入端加上幅度相等,極性相同的信號,即ui1=ui2 。
共模信號
當輸入端加共模信號時,uo=0
共模電壓放大倍數(shù):
電源電壓的波動以及由電源引起的工頻干擾都可看成是共模信號,根據(jù)共模信號都是沒有用的信號,應(yīng)該抑制。