集成运放内部主要电路可以分为输入级、中间级和输出级三个基本组成部分。组成框图如下图所示。
(1) 零点漂移问题
零点漂移:对于实际放大器,当放大电路没有外加信号时,输出端有缓慢变化电压输出。
主要是温度对三极管的影响。温度的变化会使三极管的静态工作点发生微小而缓慢的变化,这种变化量会被后面的电路逐级放大,最终在输出端产生较大的电压漂移。因此,零点漂移也叫温漂。
漂移电压和有效信号电压无法分辨,严重时,漂移电压甚至把有效信号电压淹没,使放大电路无法正常工作。
输入级一般采用高性能的差动放大电路,来克服温度带来的零点漂移问题。
(2)差动放大电路
差动放大电路如下图所示。
静态时:ui1 = ui2 = 0,由于电路两边是完全对称的,因此有:
IC1 = I C2 =I C
U o1 = U o2 = U C = V CC-I C·R C
输出电压 Uo= U o1-U o2= 0
当温度发生变化时,将引起两管集电极电流和集电极电位发生相同的变化,即ΔIC1=ΔIC2,ΔU O1=ΔU O1,所以输出电压的漂移ΔUo=ΔU o1-ΔU o2=0,从而抑制了零点漂移。
(3)信号输入方式
由于差动放大电路有两个输入端,所以输入信号有多种方式。
指在两个输入端加上幅度相等,极性相同的信号,即ui1=ui2 。
共模信号
当输入端加共模信号时,uo=0
共模电压放大倍数:
电源电压的波动以及由电源引起的工频干扰都可看成是共模信号,根据共模信号都是没有用的信号,应该抑制。