集成放大電路的安裝與調(diào)試課件

學(xué)習(xí)情境三集成放大電路的安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)情境三集成放大電路的安裝與調(diào)試1能力目標(biāo)：◆1、掌握集成電路的組成◆2、差動(dòng)放大電路的特點(diǎn)◆3、了解差動(dòng)放大電路的參數(shù)◆4、學(xué)會(huì)單端輸入、雙端輸出差動(dòng)電路的分析能力目標(biāo)：◆1、掌握集成電路的組成2方法能力：1.具備自學(xué)、分析、語(yǔ)言表達(dá)能力。2.具有電子線路分析、實(shí)施、評(píng)價(jià)能力。3.具有知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院社會(huì)能力：1.具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作、計(jì)劃、組織管理能力。2.具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)和處理人際關(guān)系能力。方法能力：1.具備自學(xué)、分析、語(yǔ)言表達(dá)能力。包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院3教學(xué)做一體化教學(xué)布置任務(wù)教師制作任務(wù)工作單，并向各班組布置工作任務(wù)，說(shuō)明任務(wù)要求與能力目標(biāo)。資訊決策1.差模信號(hào)的輸入2.單端輸入、雙端輸出電路的連線參考資料：網(wǎng)站資料、晶體管手冊(cè)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、教材。計(jì)劃學(xué)生根據(jù)任務(wù)書及工作任務(wù)，制定工作任務(wù)步驟，設(shè)計(jì)設(shè)備明細(xì)表，裝接調(diào)試分工計(jì)劃、時(shí)間分配、填寫工作計(jì)劃單。實(shí)施按照制定設(shè)備元器件檢修工作步驟，設(shè)計(jì)的檢修明細(xì)表、分工計(jì)劃實(shí)施，做出實(shí)施記錄。檢查評(píng)價(jià)學(xué)生自評(píng)：任務(wù)完成后，學(xué)生相互檢查判斷，尋找不足，記錄問(wèn)題，再根據(jù)任務(wù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自評(píng)打分，訓(xùn)練學(xué)生評(píng)價(jià)能力與誠(chéng)實(shí)、協(xié)同溝通能力。教師評(píng)價(jià)：根據(jù)協(xié)作精神、工作方法、分析結(jié)果、安全意識(shí)、任務(wù)實(shí)施過(guò)程考核、結(jié)果等給出學(xué)生該任務(wù)成績(jī)。匯報(bào)總結(jié)抽查兩個(gè)小組匯報(bào)任務(wù)完成情況、總結(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題與解決辦法。訓(xùn)練學(xué)生語(yǔ)言組織、表達(dá)與成果展示能力。教師總結(jié)。教學(xué)做一體化教學(xué)布置任務(wù)教師制作任務(wù)工作單，并向各班組布置工4一、咨詢引導(dǎo)性知識(shí)◆差動(dòng)放大電路◆反饋電路◆運(yùn)算放大電路一、咨詢引導(dǎo)性知識(shí)◆差動(dòng)放大電路◆反饋電路◆運(yùn)算放大電路5差動(dòng)放大電路任務(wù)一差動(dòng)放大電路任務(wù)一6咨詢引導(dǎo)性知識(shí)目錄1.集成電路概述2.差動(dòng)放大電路訓(xùn)練項(xiàng)目差動(dòng)放大電路調(diào)試

咨詢引導(dǎo)性知識(shí)目錄1.集成電路概述2.差動(dòng)放大電路訓(xùn)7概述集成電路是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一種新型器件。它把整個(gè)電路中的各個(gè)元器件以及器件之間的連線，采用半導(dǎo)體集成工藝同時(shí)制作在一塊半導(dǎo)體芯片上，再將芯片封裝并引出相應(yīng)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(shí)現(xiàn)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(jià)低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。概述集成電路是20世紀(jì)60年代初8集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)◆各種集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)相似，主要都是由輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)以及偏置電路組成，如圖3-1所示。輸入級(jí)一般由可以抑制零點(diǎn)漂移的差動(dòng)放大電路組成；中間級(jí)的作用是獲得較大的電壓放大倍數(shù)，可以由我們熟悉的共射極電路承擔(dān)；輸出級(jí)要求有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，一般采用射極跟隨器；偏置電路的作用是供給各級(jí)電路合理的偏置電流。集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)◆各種集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)相似，9圖3-1集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)框圖圖3-1集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)框圖10差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路是一種具有兩個(gè)輸入端且電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱的放大電路。其基本特點(diǎn)是只有兩個(gè)輸入端的輸入信號(hào)間有差值時(shí)才能進(jìn)行放大，也就是說(shuō)差動(dòng)放大電路放大的是兩個(gè)輸入信號(hào)的差，所以稱為差動(dòng)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(dòng)放大電路的差模電壓放大倍數(shù)。差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路是一種具有兩個(gè)11圖3-2差動(dòng)放大電路輸出與輸入的關(guān)系圖3-2差動(dòng)放大電路輸出與輸入的關(guān)系12圖3-3典型基本差動(dòng)放大電路圖3-3典型基本差動(dòng)放大電路13差動(dòng)電路的分析（靜態(tài)）當(dāng)ui1=ui2=0時(shí)，由于電路完全對(duì)稱，因此電路對(duì)稱兩邊的靜態(tài)參數(shù)也應(yīng)完全相同。以V1管為例，其靜態(tài)基極回路由-UEE、UBE和Re構(gòu)成，但需要注意的是，流過(guò)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(dòng)電路的分析（靜態(tài)）當(dāng)ui1=ui2=0時(shí)，由于電路完全對(duì)14靜態(tài)基極電流為靜態(tài)V1管壓降為

UCE1=UCC+UEE-IC1Rc-2IE1Re

因?yàn)殡娐穮?shù)對(duì)稱，故V2管的靜態(tài)參數(shù)與V1管相同。靜態(tài)時(shí)，兩管集電極對(duì)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(dòng)放大電路的直流通路圖3-4基本差動(dòng)放大電路的直流通路16差模信號(hào)和共模信號(hào)1）差模輸入如果兩個(gè)輸入信號(hào)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(hào)和共模信號(hào)1）差模輸入172．一對(duì)任意輸入信號(hào)的分解——差模信號(hào)和共模信號(hào)在實(shí)際使用中，加在差動(dòng)放大電路兩個(gè)輸入端的輸入信號(hào)ui1和ui2是任意的，要想分析有輸入信號(hào)時(shí)差動(dòng)放大電路的工作情況，必須了解差模信號(hào)和共模信號(hào)的概念。2．一對(duì)任意輸入信號(hào)的分解——差模信號(hào)和共模信號(hào)181）差模輸入如果兩個(gè)輸入信號(hào)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(shè)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(shí)，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(gè)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(gè)輸入信號(hào)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(duì)于完全對(duì)稱的差動(dòng)放大電路來(lái)說(shuō)，共模輸入時(shí)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(dòng)放大電路對(duì)共模信號(hào)沒(méi)有放大能力。實(shí)際上，我們說(shuō)差動(dòng)放大電路對(duì)零點(diǎn)漂移有抑制作用，就是對(duì)共模信號(hào)的抑制作用。因?yàn)橐鹆泓c(diǎn)漂移的溫度等因素的變化對(duì)差動(dòng)電路來(lái)說(shuō)相當(dāng)于輸入了一對(duì)共模信號(hào)，所以差動(dòng)放大電路對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制就是對(duì)共模信號(hào)抑制的一種特例。2）共模輸入203）任意信號(hào)輸入在實(shí)際應(yīng)用中，加給差動(dòng)放大電路的一對(duì)輸入信號(hào)的大小和極性往往是任意的，既不是一對(duì)差模信號(hào)，也不是一對(duì)共模信號(hào)。為了分析和處理方便，通常將一對(duì)任意輸入信號(hào)分解為差模信號(hào)uid和共模信號(hào)uic兩部分。定義差模信號(hào)為兩個(gè)輸入信號(hào)之差，共模信號(hào)是兩個(gè)輸入信號(hào)的算術(shù)平均值，即（3-4）3）任意信號(hào)輸入（3-4）21從式（3-4）可以得出，用差模和共模信號(hào)表示的兩個(gè)輸入電壓信號(hào)的表達(dá)式：（3-5）從式（3-4）可以得出，用差模和共模信號(hào)表示的22其中，Aud定義為差模電壓放大倍數(shù)，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(shù)，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(shù)Aud越大，電路的差模放大能力越強(qiáng)，共模電壓放大倍數(shù)Auc越小，電路抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。其中，Aud定義為差模電壓放大倍數(shù)，為差模輸23圖3-5差模輸入時(shí)基本差動(dòng)放大電路的交流通路圖3-5差模輸入時(shí)基本差動(dòng)放大電路的交流通路241）差模電壓放大倍數(shù)Aud差模電壓放大倍數(shù)定義為差模輸出電壓uod與差模輸入信號(hào)uid的比值。由圖3-7可得（3-7）可以看出，差動(dòng)放大電路雙端輸出時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)和單邊電路的電壓放大倍數(shù)相同，差動(dòng)放大電路為了實(shí)現(xiàn)同樣的電壓放大倍數(shù)，必須使用兩倍于單邊電路的元器件數(shù)，但是換來(lái)了對(duì)零點(diǎn)漂移，或者說(shuō)共模信號(hào)的抑制能力1）差模電壓放大倍數(shù)Aud（3-7）可以看出，差動(dòng)放大252）差模輸入電阻rid

差模輸入時(shí)從差動(dòng)放大電路的兩個(gè)輸入端看進(jìn)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(shí)從差動(dòng)放大電路的兩個(gè)輸出端看進(jìn)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(shù)Auc由于電路對(duì)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(shí)的共模電壓放大倍數(shù)為0，即

Auc=0

5）共模抑制比KCMRR為了更好地描述差動(dòng)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(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比為共模抑制比，即4）共模電壓放大倍數(shù)Auc27表3-1差動(dòng)放大電路的輸入輸出形式表3-1差動(dòng)放大電路的輸入輸出形式28集成放大電路的安裝與調(diào)試課件29訓(xùn)練項(xiàng)目

差動(dòng)放大電路調(diào)試

能力要求

任務(wù)描述

任務(wù)要求

任務(wù)評(píng)價(jià)和總結(jié)訓(xùn)練項(xiàng)目

差動(dòng)放大電路調(diào)試

能30能力要求1．能夠掌握共模輸入和差模輸入信號(hào)的計(jì)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(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算4．訓(xùn)練團(tuán)結(jié)合作、組織能力與語(yǔ)言邏輯表達(dá)能力。能力要求1．能夠掌握共模輸入和差模輸入信號(hào)的計(jì)算31任務(wù)描述1．計(jì)算單端輸入信號(hào)的計(jì)算。2．計(jì)算單端輸入、雙端輸出差動(dòng)電路的輸入電阻、輸出電阻和放大倍數(shù)的測(cè)量。3．理論值和實(shí)際值進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)行誤差分析。任務(wù)描述1．計(jì)算單端輸入信號(hào)的計(jì)算。32任務(wù)要求1．做出任務(wù)計(jì)劃分工表，選擇任務(wù)中應(yīng)使用的工具、儀器、儀表。2．列出電路的設(shè)備明細(xì)表。3．根據(jù)工作任務(wù)的實(shí)施步驟，將測(cè)試結(jié)果記錄于工作單的表格中，并記錄工作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。任務(wù)要求1．做出任務(wù)計(jì)劃分工表，選擇任務(wù)中應(yīng)使用的工具、儀器33任務(wù)評(píng)價(jià)和工作總結(jié)完成小組任務(wù)評(píng)價(jià)。寫出小組工作總結(jié)報(bào)告。任務(wù)評(píng)價(jià)和工作總結(jié)完成小組任務(wù)評(píng)價(jià)。34教學(xué)環(huán)節(jié)三根據(jù)任務(wù)書及工作任務(wù)，制定工作步驟，設(shè)計(jì)設(shè)備明細(xì)表，制定分工計(jì)劃、時(shí)間分配、填寫工作計(jì)劃單。計(jì)劃教學(xué)環(huán)節(jié)三根據(jù)任務(wù)書及工作任務(wù)，制定工作步驟，計(jì)35教學(xué)環(huán)節(jié)四任務(wù)描述：兩個(gè)同學(xué)一組，任意搭配，完成對(duì)差放電路的連線。測(cè)量電路的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻測(cè)量值與理論值進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)行誤差分析按照任務(wù)單要求和制定的工作計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施，做出實(shí)施過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題記錄。

實(shí)施教學(xué)環(huán)節(jié)四按照任務(wù)單要求和制定的工作計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施，實(shí)36教學(xué)環(huán)節(jié)五學(xué)生自評(píng)：任務(wù)完成后，學(xué)生相互檢查判斷，記錄實(shí)施過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題。根據(jù)任務(wù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自評(píng)。訓(xùn)練學(xué)生評(píng)價(jià)能力與誠(chéng)實(shí)、協(xié)同溝通能力教師評(píng)價(jià)：根據(jù)協(xié)作精神、工作方法、分析