华中科技版模电课件-CH6-3.ppt

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1、6.4集成电路运算放大器6.4.1CMOSMC14573集成电路运算放大器6.4.2BJTLM741集成运算放大器结构框图：原理电路图：⒈反相输入端⒉同相输入端*6.4.2BJTLM741集成运算放大器1、偏置电路：（1）主偏置电路：从+VCC→T12→R5→T11→－VEE决定基准电流IREF。（2）T10、T11为微电流源，而IC10≪IREF（3）T8、T9为一对横向PNP管，作镜象电流源，IE8=IE9≈IC10为T1、T2提供偏置电流。由于电路对称,静态时IC1=IC2≈IC3=IC4≈IC5=IC6≈IC10/2*（4）T12、T

2、13为双端输出的镜象电流源，一路输出IC13B，作为T17组成的共射放大电路的有源集电极负载，大大增加了中间级的电压增益。另一路输出IC13A为输出级提供直流偏置，使T14、T20组成的互补功率放大器工作在甲乙类状态，以克服交越失真。**简化电路2、输入级：T1、T2为对管共集电路，可提高输入电阻；T3、T4组成对管共基电路，放大差分信号且有较好的频率特性。T5、T6构成电流源，作有源负载，提高电压增益。T7和R2为T5、T6提供基极偏置电流，*单端输出的电压增益相当于一般差放双端输出的增益！静态时，差分式输入级处于平衡状态，∵有IC1=IC

3、2≈IC3=IC4≈IC5=IC6，∴io1=IC4-IC6=0。——无输出。**当输入共模信号时，iC4=iC6，则io1=0。理论上完全抑制了共模信号T16组成共集电极电路，输入电阻高，提高了差分电路的增益。T17组成共射放大电路。IC13B作为T17的c极有源负载→↑↑电压增益*3、中间级：T14、T20组成互补对称电路。4、输出级：T18、T19（2D)由IC13A提供偏置电流，为T14、T20提供初始偏置电压，使功放工作在甲乙类状态，克服交越失真。T24接成射极跟随器→↑输入电阻，以减少对中间级的负载影响。缓冲级的作用。*过流保护:

4、5、保护电路：当正向输出电流过大时，R9上压降↗→T15导通→限制了T14的电流；*当负向输出电流过大时，R10上的电压降使T21导通→T23、T22导通，则VB16↓→VB24↑→VE24↑→VB20↑，限制了T20的电流。*6、调零电位器RP：为保证vi=0时，vo=0，可改变两管的射极电阻，达到电路平衡的目的。*+--+++3：同相输入端2：反相输入端+--+下图中MOS管工作在饱和区，rds很大，可忽略;跨导是gm。BJT的交流电流放大倍数是β,发射结电阻rbe已知。电容器的容值都足够大。要求：1.输入失调电压VIO:6.4集成电路运

5、算放大器的主要参数理想集成运放，当vi=0时，vo=0，但由于电路的不对称，通常vi=0时，vo≠0。VIO:在25℃时，在标准电源电压下，为使输出电压为零，必须在输入端加的补偿电压值。VIO=-(VO

6、VI=0)/AV——衡量电路对称情况重要指标。一般为±（1～10）mV。*2.输入偏置电流IIB:输入级差放管的两个基极偏置电流的平均值。IIB越小，由信号源内阻变化引起的输出电压的变化也越小,信号源内阻影响越小一般为10nA～1μA。两个输入端静态基极偏置电流之差亦是反映电路对称程度的重要指标。一般为1nA～0.1μA3.输入失调电流IIO

7、:*4.温漂指标：（1）输入失调电压温漂VIO/T:即前面介绍的温漂概念。（2）输入失调电流温漂IIO/T:一般为±（10～20）μV/℃一般为几PA5.最大差模输入电压Vidmax指运放的同相端与反相端间所能承受的最大差模电压值。超过此值，差放对管的一侧BJT将发生发射结反向击穿。平面NPN管为±5V；横向PNP管可达±30V以上。*指集成运放输入端所能承受的最大共模电压，超过此值，集成运放不能对差模信号进行放大。电源电压±15V时，可达±13V。6.最大共模输入电压Vicmax7.开环差模电压增益AVO在无外加负反馈情况下的差模增

8、益。此参数是频率的函数，当频率高于某一值后，AVO下降。106dB－20dB/十倍频程图6.4.2741型运放AVO的频率效应100806040200－10010102103104105106107fH=7HZfHfT=1.4MHZ8.开环带宽BW(fH)9.单位增益带宽BWG(fT)——特征频率指AVO下降3db（0.707倍）所对应的频率，741的fH为7HZ。指AVO下降至1（0db）所对应的频率。fT=AVO·fH*10.转换速率SRend指闭环状态下，输入为阶跃信号时，输出电压对时间的最大变化速率。——大信号工作时的指标。－Vima

9、x＋Vimaxt741+－VOViR1R2R3..图6.4.3输出电压波形受转换速率限制的情况t＋Vimax－Vimax斜率决定转换速率①主偏置电路：R、D电路，R