集成运算放大器和信号处理电路

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1、第7章集成运算放大器和信号处理电路7.1概述一、集成电路的分类大规模按集成度小规模中规模超大规模按功能模拟集成电路数字集成电路集成运算放大器集成功率放大器集成稳压电源专用电路集成电路：将整个电路的各个元件都制作在同一块半导体基片上，并按需要连接成具有某种功能的电路，然后加外壳封装成一个电路单元。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小集成运算放大器的几个特点：（1）因为硅片上不可能制作大电容，所以集成运放的耦合方式均采用直接耦合，在需要大容量电容和高阻值电阻的场合，采用外接法。（2）因为集成电路内部相邻的元件具

2、有良好的对称性，它们在受到各种因素影响时变化趋势相同。（4）集成电路内部放大器所用的晶体管通常采用复合管结构来改善性能。（3）因为在硅片上制作三极管比制作电阻容易，所以大量采用恒流源电路作为放大器的偏置电路。二、集成运放的结构及特点结构框图1、输入级(采用双端输入的差分放大器,输入电阻大,共模抑制比大)2、中间级(高放大倍数的多级放大器)3、输出级(采用输出电阻小、负载能力强的互补对称电路)4、偏置电路(采用恒流源提供给各级稳定的静态工作点)①⑤④③②⑦⑥八个管脚集成运放F007内部电路结构：7.2电流源电路VT0和VT1对称，

3、而VBE1=VBE2，则IB1=IB2，IC1=IC2IR=(VCC-UOn)/R=2IB+IC由于IC＞＞2IB所以=IR=(VCC-UOn)/R可见只要电压源VCC和R不变VT1集电极回路提供的电流IC就是恒定的.我们把IR看作是IC的镜象，所以称左图为镜象电流源。镜象电流源电路适用于较大工作电流（毫安数量级）的场合，若需要减小IC的值（例如微安级），可采用微电流源电路。1、镜像电流源在上图中，当ß不够大时，IC2与IREF就存在一定的差别。为了减小镜象差别，在电路中接入T3利用T3的电流放大作用，减小了IB对IREF的分流

4、作用，从而提高了IC2与IREF互成镜象的精度。为了避免T3的电流过小而使b3下降，常在T3的射极加一电阻Re3，使IE3增大。IREF=(VCC-UOn)/R=IB+IC12、微电流源电路为了减小IC值，可在镜象电流源电路中的T2发射极串入一电阻Re2，如图所示，便构成微电流源。由电路可得所以由于(VBE1-VBE2)的数值小，故用阻值不大的Re2就可获得微小的工作电流。一般VBE2<

5、，经常用到多路电流源，下图为一种典型的多路电流源。T1、T2、T3的基极是并联在一起的。电路用一个基准电流IREF获得了多个电流。有源负载由于电流源具有交流电阻大的特点，所以在模拟集成电路中被广泛用作放大电路的负载。这种由有源器件及其电路作为放大电路的负载称为有源负载。其中ro是电流源的内阻，即从集电极看进去的交流等效电阻。而用电阻Rc作负载时，电压增益表达式为由于ro>>Rc所以有源负载大大提高了放大电路的电压增益。①⑤④③②⑦⑥八个管脚反相输入端与输出端的相位总是相反同相输入端与输出端的相位总是相同集成运放的图形符号同相输入

6、端反相输入端输出端7.3集成运算放大器实例及运放的主要参数一、F007集成运算放大器二、集成运放的主要参数,(F007为2~10mV)(F007为50~100nA)(F007为200nA)(F007为100dB)(F007为±8~±12V)(F007为±13V)(F007为80~86dB)7.4理想集成运算放大器一、理想集成运算放大器的表征二、理想集成运算放大器的传输特性1,线性工作区+(即)(即-)+-+-非线性工作区非线性工作区u+-u-实际运放线性工作区非线性工作区非线性工作区u+-u-2,非线性工作区+-由于差模输入电阻

7、Rid=∞因此+-(虚断)+-+--+-但是不存在+-(虚短)同样+-(虚断)+-7.5基本运算电路一、比例运算电路1,反相比例运算电路电阻RP称为平衡电阻,RP的阻值应当满足:RP=RN它们分别是同相输入端与反相输入端除源后的对地电阻。-+FfN因此PRF是反馈电阻,引入电压并联负反馈+-,,反相输入端为”虚地”,,,,负号表示反相ri=R12,T形网络反相比例运算电路(有时间自己阅读)3,同相比例运算电路-+按照平衡电阻原理P+-,为正数表示同相RF引入电压串联负反馈4,电压跟随器(同相比例运算电路的特例)或者即(输出电压紧

8、跟输入电压)另外一种形式-+RFF例二、加减运算电路1,反相求和运算电路+-+12F如果如果(反相求和)→→→i1i2iF令ui1=0(1)(2)令ui2=02,同相求和运算电路所以再由于即因此如果如果(同相求和)3,加减运算电路如果如果(加减运算)激光拾音器激