教改模电4章课件

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1、第4章集成运算放大电路四、集成运算放大电路4.1集成运算放大电路概述4.2集成运放中的电流源电路4.3集成运放电路简介4.4集成运放的性能指标与低频等效电路4.6集成运放的使用本章重点：基本电流源电路的组成和工作原理本章难点：电流源电路的组成和工作原理集成运放的读图4.1集成运算放大电路概述电路结构特点电路结构只采用直接耦合方式集成电路：将晶体管(场效应管)、二极管、电阻等元器件及连线全部制造在一块半导体基片上，构成完整的电路采用差动放大电路以克服温漂问题大量采用电流源，代替大阻值的电阻采用复合管的接法以改进单管的性

2、能组成输入级：双端输入的差放电路，要求Ri高、Ad大、Ac小中间级：高的电压放大倍数，共射、共源、复合管放大电路输出级：互补对称输出电路，输出功率大、负载能力强偏置电路：设置各级静态工作点，采用电流源电路电压传输特性双端输入、单端输出电压传输特性：uO=f(uP-uN)Aod：差模开环放大倍数Aod可达到几十万倍线性区：uO=Aod(uP-uN)线性区非线性区4.2集成运放中的电流源电路电流源电路提供静态电流偏置作为有源负载，提高放大倍数4.2.1基本电流源电路4.2.2改进型电流源电路4.2.3多路电流源电路4.2

3、.4以电流源为有源负载的放大电路4.2.1基本电流源电路IC1为输出电流，T0、T1管特性完全相同一.镜像电流源UCE0=UBE0，T0处于临界放大状态温度补偿效果优点：结构简单，应用广泛IC0IC1IBTIC0IC1IRURUB目的：将IC1与IR变为可调整的比例关系两个射极电阻为电流负反馈电阻，具有更高的温度稳定性二.比例电流源三.微电流源4.2.2改进型电流源电路问题：IC1与IR的近似程度?原因:基级电流IB的分流4.2.2改进型电流源电路一.加射极输出器的电流源利用T2管的电流放大作用,减小基

4、级电流对IR的分流增大T2管工作电流，提高T2管二.威尔逊电流源T0、T1、T2管相同T0、T1镜像B点4.2.3多路电流源电路基于比例电流源的多路电流源多集电极管构成的多路电流源S为集电区的面积MOS管多路电流源S=W/L：沟道的宽长比例：求下图各管的集电极电流T12、T13管组成镜像电流源T10、T11管组成微电流源4.2.4电流源的另一用途-----有源负载有源负载：在集成运放中，常用电流源电路取代RC一有源负载共射放大电路先计算基准电流静态分析空载时带载时，RL对IC2分流动态分析RL<<(rce1//rc

5、e2)电压放大倍数为二有源负载差分放大电路静态分析当>>2时,动态分析输出电流约为单端输出两倍输出电流与输入电压之比电压放大倍数分析RL<<(rce4//rce2)4.3集成运放电路简介4.3.1双极型集成运放4.3.2单极型集成运放电路组成分析功能：各部分电路的结构与性能分析各部分电路间联系偏置电路：电流源输入级：差分电路中间级：共射电路输出级：互补电路偏置电路的基准电流是唯一可直接估算出来的电流分离出偏置电路，得到F007的放大电路部分输入级(差分电路)T1管—T9管中间级(共射电路)T16管、T17管输出级(

6、互补电路)T14、T18、T19输入级(T1管—T9管)T1~T4管共集-共基组态差动放大电路提高输入电阻，改善频率响应T5~T7管有源负载T8~T9管电流偏置TIC1IC2IC8IC9IB3IB4Ic10恒定IE1IE2IC1IC2中间级：共射电路，T16管与T17管输出级T14、T18、T19管准互补输出电路T15管、R7、R8UBE倍增电路D1~D2管过流保护作用T14F324电路分析偏置电路T11~T13管：多集电极多路比例电流源T19~T20管：镜像电流源T1~T4管：共集-共射双端输入、单端输

7、出差分放大电路T15~T16管：有源负载输入级T5、T6、T7管：共集-共射放大电路中间级T8、T9、T10T21、R2：过流保护输出级4.3.2单极型集成运放互补MOS型：CMOS输入电阻高集成度高电源适用范围宽C14573电路T1、T2、T7管：多路电流源T3、T4管：共源差动放大电路T5、T6管：电流源作有源负载T8：共源放大电路T7：有源负载4.4集成运放的性能指标与低频等效电路集成运放的低频等效电路开环差模增益Aod共模抑制比KCMR差模输入电阻rid输出电阻ro输入失调电压UIO输入失调电流IIO输入偏置

8、电流IIB极限参数频率响应参数输入端：双端输入，差模输入电阻输出端：压控电压源AoduI，内阻为ro简化的集成运放的低频等效电路4.6集成运放的应用输入保护防止输入差模信号幅值过大防止输入共模信号幅值过大输出保护电源端保护输出限流限压防止极性接反本章总结组成偏置电路:电流源输入级:差分放大电路中间级:共射放大电路输出级:互补输出级电流源基本电流