《集成运算放大电路》PPT课件.ppt

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1、第4章集成运算放大电路教学内容4.1集成电路概述4.2集成运放中的电流源4.3差动放大电路4.4集成运算放大器的中间级和输出级4.5集成运放的典型电路4.6集成运算放大器的主要性能指标4.7理想集成运算放大器及传输特性教学目标掌握镜像电流源、比例电流源和微电流源电路特点掌握差动放大电路的组成特点和性能指标计算，理解集成运算放大器的典型结构，掌握理想集成运算放大器的性能指标。4.1集成电路概述集成电路，简称IC（IntegratedCircuit）。始于20世纪60年代初期，集成电路按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类，集成运算放大器属于模拟集成电路中应

2、用极为广泛的一种，简称集成运放。4.1.1集成电路的特点1、电路结构与元件参数具有对称性2、用有源器件代替无源器件3、采用复合结构的电路4、外接部分分立元件、级间采用直接耦合方式5、集成电路中使用的二极管，大多采用三极管的结构，将发射极、基极和集电极适当配合使用。与分立元件组成的放大电路相比，集成电路在电路设计上具有以下特点：4.1.2集成运算放大器的基本组成输入级:多采用差分放大电路，利用差分放大电路的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比，减小温漂。中间级:由一级或多级放大电路组成。输出级:进行阻抗变换，以降低输出电阻，提高集成运放带负载的能力。偏置电路:多采

3、用恒流源电路。4.2集成运放中的电流源1.镜像电流源由图可：由于VT1与VT2结构和参数都比较一致，故可以认为，故，而当β>>2时,图4.1镜像电流源2.比例电流源由图可知，由于故即当β>>1时，有即故由于所以图4.2比例电流源3.微电流源由图可知由于二极管方程所以故设则有图4.3微电流源4.3差动放大电路4.3.1差分放大电路的常见形式差分放大电路的常见形式有三种：基本形式、长尾式和恒流源式。图4.4长尾式差分放大电路图4.5基本形式差分放大电路恒流源式差分放大电路4.3差动放大电路(b)恒流源式差分放大电路等效电路(a)恒流源式差分放大电路电路图4.64.3

4、.2差分放大电路的基本分析方法图4.7长尾式差分放大电路直流通路图（a）（b）1.静态分析由图可知4.3.2差分放大电路的基本分析方法所以有由此得由于故4.3.2差分放大电路的基本分析方法2.差分放大电路对差模信号的放大作用差分放大电路的输入信号有两种方式：差模信号输入和共模信号输入。长尾式差分放大电路，在差模信号输入情况下电路如图图4.8长尾式差分放大电路的交流通路图4.3.2差分放大电路的基本分析方法2.差分放大电路对差模信号的放大作用由图4.8可知，长尾式差分放大电路半电路的主要参数如下：对于双端输入/双端输出的差分放大电路，由于此时，差模电压放大倍数为4

5、.3.2差分放大电路的基本分析方法2.差分放大电路对差模信号的放大作用差模输入电阻差模输出电阻双端输入双端输出差分放大电路的差模电压放大倍数等于其半电路的电压放大倍数，即相当于一个单管共射放大电路的放大倍数。其差模输入电阻和输出电阻是半电路差模输入电阻和输出电阻的2倍。3.差分放大电路对共模信号的抑制作用4.3.2差分放大电路的基本分析方法在共模信号输入情况下，当双端输入时，由于电路结构的对称性，两个晶体管的集电极电位大小相等，极性相同，即负载RL两端电位相同，故流过负载RL的电流为零。衡量差分放大电路抑制共模信号能力的参数称为共模抑制比，用KCMR表示，其定义

6、为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，一般用分贝表示，即：结论：差分放大电路具有抑制零点漂移的作用。4.3.2差分放大电路的基本分析方法4.对任意输入信号的放大特性如果在差分放大电路的两个输入端分别加上任大小、任意极性的输入电压ui1和ui2，这时可以将他们认为是某个差模输入电压和某个共模输入电压的组合，其中差模输入电压uid和共模输入电压uic的值分别为当用共模和差模信号表示两个输入电压时，有例4.1：电路如图例4.1所示,设VCC=VEE=12V,三极管的β1=β2=β=50,Rc1=Rc2=Rc=30kΩ,RW=500Ω,Re=27kΩ,R1=R2=R

7、=10kΩ,设RW滑动变阻器的滑动端调至在中点位置。估算该放大电路的静态工作点。(2)当在输出端接RL=20kΩ的负载时,求差模电压放大倍数。(3)估算差模输入电阻和输出电阻。图4.9例4.1的图解：(1)求解静态工作点：设UBE=0.7V，则有故(2)当在输出端接RL=20kΩ的负载时,图4.9所示电路图的交流通路图如图4.10所示。图4.10图4.9所示电路交流通路图由图4.10可知，电路的差模电压放大倍数为:式中则(3)输入输出电阻例4.2一个双端输入，双端输出的差分放大电路，两个输入端的电压分别为⑴求差模输入信号电压和共模输入电压；⑵设差模电压增益为80

8、dB，求当共模抑制比为无