集成放大電路的安裝與調試課件

學習情境三集成放大電路的安裝與調試學習情境三集成放大電路的安裝與調試1能力目標：◆1、掌握集成電路的組成◆2、差動放大電路的特點◆3、了解差動放大電路的參數◆4、學會單端輸入、雙端輸出差動電路的分析能力目標：◆1、掌握集成電路的組成2方法能力：1.具備自學、分析、語言表達能力。2.具有電子線路分析、實施、評價能力。3.具有知識的綜合運用能力。包頭職業(yè)技術學院社會能力：1.具有團隊協(xié)作、計劃、組織管理能力。2.具有團隊意識和處理人際關系能力。方法能力：1.具備自學、分析、語言表達能力。包頭職業(yè)技術學院3教學做一體化教學布置任務教師制作任務工作單，并向各班組布置工作任務，說明任務要求與能力目標。資訊決策1.差模信號的輸入2.單端輸入、雙端輸出電路的連線參考資料：網站資料、晶體管手冊、實訓指導書、教材。計劃學生根據任務書及工作任務，制定工作任務步驟，設計設備明細表，裝接調試分工計劃、時間分配、填寫工作計劃單。實施按照制定設備元器件檢修工作步驟，設計的檢修明細表、分工計劃實施，做出實施記錄。檢查評價學生自評：任務完成后，學生相互檢查判斷，尋找不足，記錄問題，再根據任務評分標準進行自評打分，訓練學生評價能力與誠實、協(xié)同溝通能力。教師評價：根據協(xié)作精神、工作方法、分析結果、安全意識、任務實施過程考核、結果等給出學生該任務成績。匯報總結抽查兩個小組匯報任務完成情況、總結出現的問題與解決辦法。訓練學生語言組織、表達與成果展示能力。教師總結。教學做一體化教學布置任務教師制作任務工作單，并向各班組布置工4一、咨詢引導性知識◆差動放大電路◆反饋電路◆運算放大電路一、咨詢引導性知識◆差動放大電路◆反饋電路◆運算放大電路5差動放大電路任務一差動放大電路任務一6咨詢引導性知識目錄1.集成電路概述2.差動放大電路訓練項目差動放大電路調試

咨詢引導性知識目錄1.集成電路概述2.差動放大電路訓7概述集成電路是20世紀60年代初發(fā)展起來的一種新型器件。它把整個電路中的各個元器件以及器件之間的連線，采用半導體集成工藝同時制作在一塊半導體芯片上，再將芯片封裝并引出相應管腳，做成具有特定功能的集成電子線路。與分立件電路相比，集成電路實現了器件、連線和系統(tǒng)的一體化，外接線少，具有可靠性高、性能優(yōu)良、重量輕、造價低廉、使用方便等優(yōu)點。概述集成電路是20世紀60年代初8集成運算放大器的基本結構◆各種集成運算放大器的基本結構相似，主要都是由輸入級、中間級和輸出級以及偏置電路組成，如圖3-1所示。輸入級一般由可以抑制零點漂移的差動放大電路組成；中間級的作用是獲得較大的電壓放大倍數，可以由我們熟悉的共射極電路承擔；輸出級要求有較強的帶負載能力，一般采用射極跟隨器；偏置電路的作用是供給各級電路合理的偏置電流。集成運算放大器的基本結構◆各種集成運算放大器的基本結構相似，9圖3-1集成運算放大器的結構框圖圖3-1集成運算放大器的結構框圖10差動放大電路差動放大電路是一種具有兩個輸入端且電路結構對稱的放大電路。其基本特點是只有兩個輸入端的輸入信號間有差值時才能進行放大，也就是說差動放大電路放大的是兩個輸入信號的差，所以稱為差動放大電路。圖3-2中的輸出電壓可以表示為

uo=Aud（ui1-ui2），其中，Aud叫做差動放大電路的差模電壓放大倍數。差動放大電路差動放大電路是一種具有兩個11圖3-2差動放大電路輸出與輸入的關系圖3-2差動放大電路輸出與輸入的關系12圖3-3典型基本差動放大電路圖3-3典型基本差動放大電路13差動電路的分析（靜態(tài)）當ui1=ui2=0時，由于電路完全對稱，因此電路對稱兩邊的靜態(tài)參數也應完全相同。以V1管為例，其靜態(tài)基極回路由-UEE、UBE和Re構成，但需要注意的是，流過Re的電流是V1、V2兩管發(fā)射極電流之和。如圖3-4所示。則V1管的輸入回路方程為

UEE=UBE+2IE1Re

所以，靜態(tài)射極電流為差動電路的分析（靜態(tài)）當ui1=ui2=0時，由于電路完全對14靜態(tài)基極電流為靜態(tài)V1管壓降為

UCE1=UCC+UEE-IC1Rc-2IE1Re

因為電路參數對稱，故V2管的靜態(tài)參數與V1管相同。靜態(tài)時，兩管集電極對地電位UC1=UC2（不為0），而兩集電極之間電位差為零，即輸出電壓uo=UC1-UC2=0。靜態(tài)基極電流為靜態(tài)V1管壓降為15圖3-4基本差動放大電路的直流通路圖3-4基本差動放大電路的直流通路16差模信號和共模信號1）差模輸入如果兩個輸入信號的大小相同、極性相反，即ui1=-ui2，則這種輸入方式叫做差模輸入。。差模信號和共模信號1）差模輸入172．一對任意輸入信號的分解——差模信號和共模信號在實際使用中，加在差動放大電路兩個輸入端的輸入信號ui1和ui2是任意的，要想分析有輸入信號時差動放大電路的工作情況，必須了解差模信號和共模信號的概念。2．一對任意輸入信號的分解——差模信號和共模信號181）差模輸入如果兩個輸入信號的大小相同、極性相反，即ui1=-ui2，則這種輸入方式叫做差模輸入。假設加在V1管的ui1為正值，則ui1使V1管的集電極電流增大ΔIC1，V1的集電極電位因而降低了ΔUC1；和V1相反，在ui2的作用下，V2的集電極電位升高了ΔUC2。所以差模輸入時，兩管的集電極電位一增一減，變化的方向相反，變化的大小相同，就像是“蹺蹺板”的兩端。兩個集電極電位的差值就是輸出電壓uo，即

uo=ΔUC1-ΔUC21）差模輸入192）共模輸入如果兩個輸入信號的大小相同、極性也相同，即ui1=ui2，這種輸入方式叫做共模輸入。對于完全對稱的差動放大電路來說，共模輸入時兩管的集電極電位必然相同，因此有uo=ΔUC1-ΔUC2=0。所以在理想情況下，差動放大電路對共模信號沒有放大能力。實際上，我們說差動放大電路對零點漂移有抑制作用，就是對共模信號的抑制作用。因為引起零點漂移的溫度等因素的變化對差動電路來說相當于輸入了一對共模信號，所以差動放大電路對零點漂移的抑制就是對共模信號抑制的一種特例。2）共模輸入203）任意信號輸入在實際應用中，加給差動放大電路的一對輸入信號的大小和極性往往是任意的，既不是一對差模信號，也不是一對共模信號。為了分析和處理方便，通常將一對任意輸入信號分解為差模信號uid和共模信號uic兩部分。定義差模信號為兩個輸入信號之差，共模信號是兩個輸入信號的算術平均值，即（3-4）3）任意信號輸入（3-4）21從式（3-4）可以得出，用差模和共模信號表示的兩個輸入電壓信號的表達式：（3-5）從式（3-4）可以得出，用差模和共模信號表示的22其中，Aud定義為差模電壓放大倍數，為差模輸出電壓uod與差模輸入uid的比值；Auc定義為共模電壓放大倍數，為共模輸出電壓uoc與共模輸入uic的比值。差模電壓放大倍數Aud越大，電路的差模放大能力越強，共模電壓放大倍數Auc越小，電路抑制共模信號的能力越強。其中，Aud定義為差模電壓放大倍數，為差模輸23圖3-5差模輸入時基本差動放大電路的交流通路圖3-5差模輸入時基本差動放大電路的交流通路241）差模電壓放大倍數Aud差模電壓放大倍數定義為差模輸出電壓uod與差模輸入信號uid的比值。由圖3-7可得（3-7）可以看出，差動放大電路雙端輸出時的差模電壓放大倍數和單邊電路的電壓放大倍數相同，差動放大電路為了實現同樣的電壓放大倍數，必須使用兩倍于單邊電路的元器件數，但是換來了對零點漂移，或者說共模信號的抑制能力1）差模電壓放大倍數Aud（3-7）可以看出，差動放大252）差模輸入電阻rid

差模輸入時從差動放大電路的兩個輸入端看進去的等效電阻定義為差模輸入電阻rid，即

rid=2rbe(rbe為三極管的等效輸入電阻)。3）

差模輸出電阻rod

差模輸出電阻rod定義為差模輸入時從差動放大電路的兩個輸出端看進去的等效電阻，由圖3-5可知

rod=2Rc2）差模輸入電阻rid264）

共模電壓放大倍數Auc由于電路對稱且輸入相同，圖3-5中兩管的集電極電位始終相同，有uoc1=uoc2。因此從兩管的集電極之間取出的輸出電壓uoc=uoc1-uoc2=0。理想情況下雙端輸出時的共模電壓放大倍數為0，即

Auc=0

5）共模抑制比KCMRR為了更好地描述差動放大電路放大差模、抑制共模的特性，定義放大器差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數之比為共模抑制比，即4）共模電壓放大倍數Auc27表3-1差動放大電路的輸入輸出形式表3-1差動放大電路的輸入輸出形式28集成放大電路的安裝與調試課件29訓練項目

差動放大電路調試

能力要求

任務描述

任務要求

任務評價和總結訓練項目

差動放大電路調試

能30能力要求1．能夠掌握共模輸入和差模輸入信號的計算2．掌握單端輸入、雙端輸出差放電路的組成3．掌握放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的計算4．訓練團結合作、組織能力與語言邏輯表達能力。能力要求1．能夠掌握共模輸入和差模輸入信號的計算31任務描述1．計算單端輸入信號的計算。2．計算單端輸入、雙端輸出差動電路的輸入電阻、輸出電阻和放大倍數的測量。3．理論值和實際值進行比對，進行誤差分析。任務描述1．計算單端輸入信號的計算。32任務要求1．做出任務計劃分工表，選擇任務中應使用的工具、儀器、儀表。2．列出電路的設備明細表。3．根據工作任務的實施步驟，將測試結果記錄于工作單的表格中，并記錄工作過程中出現的問題及解決辦法。任務要求1．做出任務計劃分工表，選擇任務中應使用的工具、儀器33任務評價和工作總結完成小組任務評價。寫出小組工作總結報告。任務評價和工作總結完成小組任務評價。34教學環(huán)節(jié)三根據任務書及工作任務，制定工作步驟，設計設備明細表，制定分工計劃、時間分配、填寫工作計劃單。計劃教學環(huán)節(jié)三根據任務書及工作任務，制定工作步驟，計35教學環(huán)節(jié)四任務描述：兩個同學一組，任意搭配，完成對差放電路的連線。測量電路的放大倍數、輸入電阻和輸出電阻測量值與理論值進行比對，進行誤差分析按照任務單要求和制定的工作計劃進行實施，做出實施過程出現的問題記錄。

實施教學環(huán)節(jié)四按照任務單要求和制定的工作計劃進行實施，實36教學環(huán)節(jié)五學生自評：任務完成后，學生相互檢查判斷，記錄實施過程出現的問題。根據任務評分標準進行自評。訓練學生評價能力與誠實、協(xié)同溝通能力教師評價：根據協(xié)作精神、工作方法、分析