集成电路运算放大器（差放电路复合管）ppt课件.ppt

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1、第六章  集成电路运算放大器在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。在模拟集成电路中，集成运算放大器(简称集成运放)是应用极为广泛的一种器件，是一种高放大倍数的多级直接耦合的放大电路，其电压放大倍数可高达107。本章首先讨论集成运放的基本单元电路，然后介绍通用型运算放大器及其性能指标。第六章  集成电路运算放大器与分立元件电路相比，模拟集成电路有以下几方面的特点：(1)级间采用直接耦合方式(2)电路结构与元件参数具有对称性(3)用有源器件代

2、替无源器件(4)采用复合管结构的电路(5)电路大都采用晶体管的发射结构成二极管，用作温度补偿元件或电位移动电路。6.1差动放大电路集成电路运算放大器是一种具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。当多级直接耦合放大电路的输入端短路(ui＝0)，输出端电压它并不保持恒值，而在缓慢地、无规则地变化着，这种现象就称为零点漂移。产生零点漂移的主要原因是三极管受温度的影响。抑制零点漂移要着重于第一级。有效的措施之一是采用差动放大电路，因而差动放大电路成为集成运放的主要组成单元。6.1.1基本差动放大电路图中所示是一个

3、基本差动放大电路，又称为长尾式差动放大电路，其结构特点是：对称，即Rs1=Rs2=Rs，Rc1=Rc2=Rc，β1=β2=β，UBEl=UBE2=UBE两个输入端ui1和ui2两个输出端uo1和uo26.1.1基本差动放大电路1.静态分析(ui1=ui2=0)∵对称∴IC1=IC2=IC，IB1=IB2=IB，IE1=IE2=IE/2，UC1=UC2=UC对输入电路RsIB+UBE+2ReIE1=UEE有UE=2IE1Re-UEE≈2ICRe-UEEIB＝IC/βUC=UCC–RcICuO=UC1-UC

4、2=0抑制零点漂移的作用1）电路的对称性有效抑制了零点漂移；2）RE引入的电流负反馈，稳定电路工作点，抑制单个管子的零点漂移。3）电源（-UEE）的作用是：a）对三极管T1、T2提供基极电流；b）补偿IE在RE上产生的直流压降，使UE=0，则UCE=UC，输出电压有较大的变化范围。2.动态分析差动放大电路的输入信号可以分为两种类型：共模信号和差模信号。当两个输入端的信号为ui1＝-ui2＝uid/2时，输入方式称为差模输入。uid＝ui1-ui2称为差模信号。当两个输入信号为ui1＝ui2＝uic，ui

5、c称为共模信号，其输入方式称为共模输入。uic的作用与温度影响相似，所以常常用对共模信号的抑制能力来反映电路对零漂的抑制能力。2.动态分析当两个输入端各加一个任意的信号电压ui1和ui2，这两个输入信号可以分解为差模信号和共模信号，uid＝ui1-ui2uic=(ui1+ui2)/2两个输入电压可用共模和差模信号表示，ui1＝uic+uid/2ui2=uic-uid/2在差模信号和共模信号同时存在的情况下，对于线性放大电路来说，可利用叠加原理来求出总的输出电压。uo=Auduid+AucuicAud=u

6、od／uid为差模电压放大倍数Auc=uoc／uic为共模电压放大倍数。主要技术指标的计算(1)共模电压放大倍数双端输入、双端输出若电路的完全对称有，uic=ui1=ui2ue=ieRe=2Reie1uoc=0Auc=uoc/uic=0共模电压放大倍数越小，说明放大电路的性能越好。共模输入信号时的信号通路主要技术指标的计算(1)共模电压放大倍数单端输出Auc1=Auc2=uoc1/uic=-βRc/(Rs+rbe+(1+β)2Re)一般情况下，(1+β)2Re>>(rbe+Rs)，β>>1Auc1=Au

7、c2≈-Rc/2ReRe越大，ie的恒流性能越好，Auc1越小，说明它抑制共模信号的能力越强。共模输入信号时的信号通路(2)差模电压放大倍数双端输入、双端输出∵ui1=-ui2，ie1=-ie2，ie=0∴差模信号对Re不起作用，Re可视为短路，差模电压放大倍数与单边放大电路的电压放大倍数相同。Aud=uo/uid=(uo1-uo2)/uid=uo1/ui1=-Rc/(Rs+rbe)当集电极c1、c2间接入负载电阻RL时，电压放大倍为Aud=-R’L/(Rs+rbe)R’L=Rc//（RL/2）差模信号

8、通路(2)差模电压放大倍数双端输入、单端输出∵uo1=uo/2(同相),或uo2=-uo/2(反相)∴单端输出电压放大倍数只有双端输出时的一半。Aud1=uo1/uid=Aud/2=-Aud2=-Rc/2(Rs+rbe)若从集电极c1或c2点与地之间接入负载电阻RL时Aud1=-Aud2=-R’L/2(Rs+rbe)R’L=Rc//RL差模信号通路(2)差模电压放大倍数单端输入(设ui2=0)∵uid=ui1-ui2=ui1uic=(ui1