模拟电子技术基础(第四版)课件4.1 概述 4.2 集成运放中的电流源电路.ppt

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1、第四章　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4.5　集成运放的种类及选择4.4　集成运放的指标及低频等效电路4.6　集成运放的使用本章重点和考点：1.集成电路的特点。2.偏置电路（电流源）的作用、分类及计算。3.理想集成运算放大电路（IC）的性能指标。本章教学时数：6学时本章讨论的问题：1.什么是集成运算放大电路？将分立元件直接耦合放大电路做在一个硅片上就是集成运放吗？集成运放电路结构有什么特点？2.集成运放由哪几部分组成？各部分的作用是什么？3.如何设置集成

2、运放中各级放大电路的静态工作点？4.集成运放的电压传输特性有什么特点？5.如何评价集成运放的性能？有哪些主要指标？6.集成运放有哪些类型？如何选择？使用时应注意哪些问题？集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。4.1　集成运算放大电路概述4.1　集成运算

3、放大电路概述集成电路简称IC(IntegratedCircuit)集成电路按其功能分数字集成电路模拟集成电路模拟集成电路类型集成运算放大器、集成功率放大器、集成高频放大器、集成中频放大器、集成比较器、集成乘法器、集成稳压器、集成数/模或模/数转换器等。集成电路的外形(a)双列直插式(b)圆壳式(c)扁平式4.1.1　集成运放的电路结构特点一.相邻元件具有良好的对称性，故适用于构成差分放大电路和恒流源电路。二.集成电路中电阻，其阻值范围一般在几十欧到几十千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。三.在芯片上制作三极管

4、比较方便，常常用晶体管（或场效应管）代替电阻（特别是大电阻）。四.在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电路通常采用直接耦合方式。五.集成电路中的晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上差别较大。常采用复合管的形式以得到各方面性能俱佳的效果。一、输入级高性能差分放大电路，大大减少温漂。二、中间级采用有源负载的共射（或共源）放大电路，有较高的电压放大倍数。三、输出级互补输出电路，带负载能力强，非线性失真小。四、偏置电路电流源电路，为各级提供合适的静态工作点。输入级偏置电路中间级输出级+uOuId4.1.2　集成运放电路的

5、组成及其各部分的作用实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。图4.1.1　集成运放的基本组成4.1.3集成运放的电压传输特性图4.1.2　集成运放的符号和电压传输特性uO=f(uP–uN)+AoduPuNuOuOuP-uN集成运放的两个输入端分别为同相输入端uP和反向输入端uN。电压传输特性集成运放是一个双端输入、单端输出，具有高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、能较好地抑制温度漂移的差分放大电路。输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即集成运放的工作区域线性区域：Aod为差模开环放大倍数非线性

6、区域：输出电压只有两种可能的情况：+UOM或-UOMUOM为输出电压的饱和电压。uOuP-uN+UOM-UOM复习：1.集成运放的电路结构特点？2.集成运放的组成部分？输入级常用什么结构？输出级常用什么结构？3.集成运放的二个工作区域？各自特点？4.2　集成运放中的电流源电路集成运放电路中的晶体管和场效应管除了作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流;或作为有源负载取代高阻值的电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。一、镜像电流源(电流镜CurrentMirror)+VCCRIREF++T0T1IC1IB0

7、IB12IBIC0UBE0UBE1基准电流由于UBE0=UBE1，且T0与T1参数基本相同，则IB0=IB1=IB；IC0=IC1=IC所以当满足>>2时，则图4.2.14.2.1基本电流源电路根据晶体管发射结电压与发射极电流的近似关系，可得由于T0与T1的特性完全相同，所以当β>>2时，二、比例电流源由图可得UBE0+IE0R0=UBE1+IE1R1整理可得：所以++图4.2.2　比例电流源+VCCRIREFT0T1IC1IB0IB12IBIC0UBE0UBE1R0R1在一定取值范围内，若对数项可忽略，则可见，只要改

8、变R0和R1的阻值，就可以改变IC1和IREF的比例关系。式中基准电流++图4.2.2　比例电流源+VCCRIREFT0T1IC1IB0IB12IBIC0UBE0UBE1R0R1三、微电流源在镜像电流源的基础上接入电阻Re。+VCCRIREFT0T1IC12IBIC0ReRe引入Re使UBE1