模拟集成电路及其应用

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1、电子电路基础信息与通信工程学院厚德博学敬业乐群第六章模拟集成电路及其应用第六章模拟集成电路及其应用集成运算放大器模拟集成电路种类很多，常用的有集成运算放大器、集成功率放大器、集成模拟乘法器、集成电压比较器等。按工艺双极型、CMOS型、混合型按工作原理电压放大型、电流放大型、跨导型、…按电源单电源、双电源6.1集成运放的组成及基本特性集成运放是一种高增益(100dB180dB)直接耦合放大电路，输入电阻高，输出电阻低，共模抑制比高(60dB170dB)，失调与漂移小，广泛应用于各种电子电路中。集成运放的组成集成运放的一般组成框

2、图6.1集成运放的组成及基本特性典型的集成运算放大器A74130pF39k10k3k50k501k50k1k255024只晶体管10个电阻1个电容共集-共基共集-共基共集共集共射互补输出级改进电流源做有源负载电流源电流源电流源偏置电路微电流源互补输出级密勒补偿电容取样电阻取样电阻过载保护过载保护调零电路拉电流灌电流6.1集成运放的组成及基本特性集成运放的符号同相输入端vP:输出与输入信号同相反相输入端vN:输出与输入信号反相输出端vo:输出电压信号(a)国标符号(b)常用符号模拟集成放大器的符号6.1集成运

3、放的组成及基本特性集成运放的传输特性线性区输出与输入的函数关系6.1集成运放的组成及基本特性理想集成运放模型开环差模电压增益Avd通常要求Avd≥80dB差模输入电阻Rid通常要求Rid比输入端外电路的电阻大23个量级输出电阻Ro0，通常要求Ro比输出端外电路的电阻小12个量级共模抑制比KCMR输入失调足够小6.1集成运放的组成及基本特性集成运放工作在线型区的特点虚短运放处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，称为虚短。显然不能将两输入端真正短路。虚断运放处于线性状态时，可把两输入端视为等效开路，称为虚断。同样

4、不能将两输入端真正断路。6.1集成运放的组成及基本特性vN=0vN=vI反向输入同向输入工作在线型区的运放6.1集成运放的组成及基本特性反向输入vN=0工作在线型区的运放工作于非线性区电压比较器6.2集成运放的主要参数运放的技术指标很多，一部分与差放电路和功率放大电路相同，另一部分则是根据运放电路本身的特点而设立。各种主要参数均比较适中的是通用型运放,对某些项技术指标有特殊要求的是各种专用型运放。6.2.1输入失调参数输入失调电压VIOA741典型值：1mV输入电压为零时，为使运放输出电压为零，在输入端所加的补偿电压，是表征运

5、放内部电路对称程度和电平配合情况的指标。输入偏置电流IIBA741典型值：80nA当输出电压为零时两输入端静态电流的平均值。输入失调电流IIOA741典型值：20nA输出电压为零时流入运放两输入端静态电流之差，用于表征差动放大管的不对称的程度。6.2.1输入失调参数输入失调电压温漂VIO/TA741典型值：5V/C在规定工作温度范围内输入失调电压VIO的温度系数，不能用外接调零装置补偿。输入失调电流温漂IIO/TA741典型值：1nA/C在规定工作温度范围内输入失调电流IIO的温度系数，不能用外接调零装置补

6、偿。6.2.2差模特性参数最大差模输入电压VIDmax运放两输入端能承受的差模输入电压的最大值，超过此值差分管将出现发射结反向击穿现象。最大输出电流IOmax运放输出的峰值电流，通常是指输出端短路电流。开环差模电压增益Avd运放工作在线性区、接入规定的负载、无反馈情况下的直流差模电压增益。A741典型值：106dB6.2.2差模特性参数开环带宽BW(fH)A741典型值：7Hz一般指3dB带宽，运放的开环差模电压增益下降至3dB时对应的频率为fH。单位增益带宽BWG(fT)A741典型值：1.4MHz随信号频率上升，开环电

7、压增益下降到Avd=1时的频率称为fT，BWG(fT)是f=0到fT之间的带宽。6.2.3共模特性参数最大共模输入电压VICmaxA741典型值：13V在保证运放正常工作条件下共模输入电压的最大值。超过此值，共模抑制比将明显下降。共模抑制比KCMRA741典型值：90dB差模电压增益与共模电压增益比值的绝对值。共模电压增益Avc运放输入端加共模电压时的增益。6.2.4大信号动态特性转换速率SR(摆率)—放大电路在闭环状态下，输入信号为大信号时(如阶跃信号)，输出电压对时间的最大变化率：全功率带宽BWP—表征运放在频域中的大

8、信号特性，是转换速率的另一种表示形式。A741典型值：0.5V/s6.2.5电源特性参数电源电压抑制比KSVR:衡量电源电压波动对输出电压的影响程度。通常定义为折合到输入端的失调电压变化与电源电压变化的比值。静态功耗PD:当输入信号为零时，运放消耗的总功率。