模电课件第四章集成运算放大电路

《模电课件第四章集成运算放大电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章集成运算放大电路§4.1集成运算放大电路概述一、集成运放的电路结构特点集成运算放大电路：高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。2021/8/25模电课件二、集成运放的电路组成1、输入级：运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采用CC-CB复合管，以便拓展通频带。2、中间级：电压放大，要求：放大倍数要尽可能大，通常采用共射或共源电路，并采用恒流源负载和复合管以增加电压放大倍数。2021/8/25模电课件二、集成运放的电路组成3、输出级：双极型运算放大

2、器的输出级采用互补输出形式，其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范围。两只输出管轮流导通。为消除交越失真，通常会给输出管提供适当的偏置电流。4、偏置电路：运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置电路设计有很大不同，主要由各种形式的恒流源电路实现，熟悉各种形式的恒流源电路是阅读运放电路的基础。2021/8/25模电课件三、集成运放的电压传输特性集成运放的电压传输特性是开环时，uo与uPuN之间关系。集成运放有两个输入端，一个输出端。当uP为正时，uo为正，称uP为“同相输入端”，当uN为正时，

3、uo为负，称uN为“反相输入端”。即：式中Aod为差模开环放大倍数，一般很大，可达几十万倍。为净输入电压，即差模输入电压,集成运放符号2021/8/25模电课件所以线性区很窄。uo的最大值Uom=10V。电压传输特性2021/8/25模电课件§4.2集成运放中的电流源电路集成运放中的电流源由晶体管或场效应管组成，其作用：1、为各级放大器提供合适的静态工作点；2、代替大电阻，以提高放大电路的放大能力。2021/8/25模电课件一、基本电流源电路1、镜像电流源由基极输入回路得，所以，当      时，。当与

4、特性参数完全一致时，由可推得IoIO和IR呈镜像关系，此电路称为镜像电流源。晶体管是基准管，它的，工作在放大状态。基准电流输出电流2021/8/25模电课件恒流输出管的交流通路如图(b)所示，将晶体管用微变等效模型替代后的电路模型如图(c)，显然，恒流源的内阻2021/8/25模电课件2、基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种，如图所示。以基准管的集电极面积为基准，可得到一组与集电极面积成正比的多个恒流源。（1）多路电流源电路2021/8/25模电课件（2）加射极输出器的电流源T0,T1和T2特性完全相同。由于

5、UBE0=UBE1，所以IB0=IB1=IB。增加  管可以进一步减少恒流输出  与基准电流    之间的差值。IR怎么算？2021/8/25模电课件二.威尔逊恒流源电路，试计算恒流输出值。ICIE3ICIR整理后可得Io更加稳定IR怎么算？2021/8/25模电课件三、微电流源晶体管是基准管，它的，工作在放大状态。T0管发射极电流与发射极电压之间的关系为：T1管发射极电流与发射极电压之间的关系为：由基极回路方程得：2021/8/25模电课件将式（1）,式（2）代入式（3），同时考虑IC0IE0IC1I

6、E1若不采用微电源源电路，采用基本恒流源电路，虽然只需要一个电阻R，但此时电阻阻值要求为：此阻值远大于微电源电路中电阻R与Re之和，意味着需要占用更多的芯片面积。基准输出例，当电源电压等于+15V，                   ，若要产生        的恒流源，试确定电阻R1的值。将参数代入式（4）可得2021/8/25模电课件例题：求图示电路各管的集电极电流。它们的β均为5，它们b-e间的电压值约为0.7V。解：先求基准电流，R5上的电流为基准电流。T10与T11构成微电流源：T12与T13构成

7、镜像电流源：2021/8/25模电课件集成运放和分立元件放大电路在电路结构上有何不同考虑？【解答过程】：1．组成放大电路的器件或原材料。图1是典型分立（或离散）元器件构成的放大电路原理图构成这类放大电路的主要元器件有三极管（场效应管）、电阻、电解电容（耦合或旁路用）等。图12021/8/25模电课件图2是uA741运算放大电路的原理图，其中的电阻、电容和晶体管全部由单晶硅材料制作。图22021/8/25模电课件2．静态偏置电路设计分立元件放大电路中的电阻常用材料是金属膜，成本远低于三极管。因此，分立元件放大

8、电路中的偏置电路尽量采用电阻分压器形式。而集成运放由于制作工艺的特点，制作一个大电阻所需的硅芯片面积要远高于制作晶体管的面积。因此，在集成放大电路中会尽量少用电阻，一般不采用电阻分压方式提供静态偏置。分立元件放大电路中常用的大容量（大于1）电容通常是铝质电解电容，小容量电容有瓷片电容等，成本一般都较低。设计时可应用大电容实现低频交流旁路(图1中的Ce)或直流隔直作用(图1中的C1，C2)。而集成运放中，利用PN结