模拟电子技术基础 第四版 第4章 集成运算放大电路课件.ppt

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1、第四章集成运算放大电路集成运算放大电路概述集成运放的电流源电路集成运放的电路指标1、集成运算放大器概述集成运放的组成集成运放的电压传输特性集成运放的结构特点集成运放的结构特点集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路。集成运放的结构特点1.电容均采用直接耦合的方式。2.大量采用差分放大电路作为输入级和电流源电路作为偏置电路或有源负载。3.为提高各方面的性能，允许

2、采用较复杂的电路形式。4.常用有源元件取代电阻。集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。集成运放的组成集成运算放大器是一个高增益直接耦合多级放大电路。差分放大输入级uPuN中间主放大级互补输出级电流源偏置电路差分输入级有两个输入uP、uN，当信号从uN输入，输出uO与uN极性相反，称uN为反相输入端；当信号从uP输入，输出uO与U+极性相同，称uP为同相输入端。高增益级一般高增益共射电路低阻功率输出级，提高负载能力。提供稳定合适的电流设置静态工

3、作点uO集成运放的组成对输入级的要求尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR,输入阻抗Ri尽可能大。对中间级的要求足够大的电压放大倍数。对输出级的要求提高带负载能力，给出足够的输出电流io。即输出阻抗Ro小。集成运放的电压传输特性uOUOM-UOMuP-uNOuP+uN-uO同相输入端反相输入端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、较好抑制温漂的差分放大电路。差模开环放大倍数通常高达几十万倍概述基本电流源2、集成运放的电流源电路改进电流源概述电流源电路以电流作为参量来

4、处理模拟信号的电路。电流源技术以电流作为参量来分析、设计电路的一种方法。1.电流源电路是一个电流负反馈电路，并利用PN结的温度特性，对电流源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。2.电流源电路用于模拟集成运算放大器中以稳定静态工作点，这对直接耦合放大器是十分重要的。3.用电流源做有源负载，可以获得增益高、动态范围大的特性。4.在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：镜像电流源、比例电流源、微电流源、威尔逊电流源、多路电流源等。镜像电流源由于两管特性相同，基射相同由电路可得：若>>2即从工作管输出的

5、电流近似恒定的，电路是恒定电流源电路。T1T2RIR+VCCIB1IC1IB2IC2IO基本电流源电路工作三极管的集电极电流是电流源电路的镜象(电流相等）镜像电流源T1T2RIR+VCCIB1IC1IB2IC2IO基本电流源电路优点：电路简单，应用广泛。缺点：1.IC1受VCC及UBE和R的影响；2.若想得到微电流源，要求R很大；3.β不大时，IC1和IR差别很大。4.IC1与IR近似相等，不便调整。在镜像电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电

6、流源。因两三极管基极对地电位相等，于是有:基本电流源电路比例电流源T1T2RIR+VCCIB1IC1IB2IC2R1R2IO在镜像电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。基本电流源电路比例电流源在集成电路中，常用改变T1、T2的发射极面积之比来实现比例电流源的。不需另外制作电阻。T1T2RIR+VCCIB1IC1IB2IC2R1R2IO微电流源通过接入R2电阻得到一个比基准电流小许多倍的微电流源（A级），适用微功耗的集成电路中。UBE

7、1=UBE2+IE2R2IE2R2=UBE1-UBE2IO≈IE2=(UBE1-UBE2)/R2=UBE/R2由PN结电流方程可知：UBE1=UTln(IE1/IS1)UBE2=UTln(IE2/IS2)ln(IR/IO)=IOR2/UT一般IS1=IS2由IR=(VCC-UBE1)/R，而IO=UBE/R2，所以IO<

8、三只管子的特性一致即值相同镜像电流源改进电流源电路T1T2RIR+VCCIB1IC1IB2IC3T3IC2IB3IO镜像电流源多路恒流源通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点电流，即可构成多路电流源，一个基准电流IR可获得多个恒定电流IO1、IO2。T0T1RIR+VCCT2T3IO1IO2IO3集成运放的主要参数大体可分为三大类：传输参数、误差参数和响应参数传输参数1.开环差模电压增益Aud运放在无外加反馈条件下，输出电压Uo与