模拟电路第6章集成运算放大器课件.ppt

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1、第六章集成运算放大器集成电路：把元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路。集成电路的特点:1同一片内元件参数与其标称值之间的绝对误差较大，但元件参数的比值有良好精度，温度均匀性好。2电阻元件由硅半导体的体电阻组成，阻值为几十~几十千欧。高阻值电阻由恒流源代替。3电容用结电容或sio2介质电容，容量小，集成电路中大都采用直接耦合电路。4三极管多用硅管，二极管多用三极管的发射结。5多用复合结构和组合电路。集成运算放大器是一种直接耦合的高增益的多级放大电路。6-1集成运算放大器中的恒流源电路恒流源电路：提供恒定

2、输出电流的电路。特点：输出电流的精度高，温度稳定性好，电流不随输出端电压变化而变化。(等效交流输出电阻大)作用：为放大电路提供稳定的偏置电流，作放大器的有源负载。1镜像恒流源电路电路特点：T1,T2两管参数完全相同。∵VBE1=VBE2∴IB1=IB2IC1=IC2∵IR=(VCC-VBE)/RIC2=IC1=IR-2IB=IR-2IC2/ß∴IC2=IR·ß/(ß+2)当ß>>2时,IC2≒IR=(VCC-VBE)/R≒VCC/RT1VCCRRCIRIC12IBIC2T2T3减小IB的分流，提高镜像精度。Re3

3、VCCT1RIRIC1IBIC2T2T32微电流源VBE1=VBE2+IE2·Re2IC2≒IE2=(VBE1-VBE2)/Re2=⊿VBE/Re2∵⊿VBE很小，∴用不大的Re2可得到微小的电流。∵IR≈IE1=IES1eVBE1/VTIC2≈IE2=IES2eVBE2/VT∴⊿VBE=VBE1-VBE2=VT[ln(IR/IES1)-ln(IC2/IES2)]=VT[ln(IR/IC2)]∴IC2=(VT/Re2)ln(IR/IC2)T1VCCRRe2IRIC12IBIC2T23比例恒流源电路VBE1+IE1

4、RE1=VBE2+IE2RE2VBE1-VBE2=IE2RE2-IE1RE1VBE1=VTln(IE1/IES)VBE2=VTln(IE2/IES)VBE1-VBE2=VTln(IE1/IE2)VTln(IE1/IE2)=IE2RE2-IE1RE10.1

5、VTln(IE1/IE2)

6、<0.06≈0IE1RE1≒IE2RE2∴IC2/IR≈RE1/RE2T1VCCRRCIRIC12IBIC2T2RE1RE2IE1IE2多路恒流源电路IC1/IR=RE/RE1IC2/IR=RE/RE2……………

7、………T1VCCRIRICIC2T2RE1IC1∑IBRERE24电流源作有源负载T2T3VCCRIRT1vivoT1共射放大，T2恒流源作集电极负载T1共集电极放大，T2恒流源作射极负载VCCRb12T2T1vivoRb11Rb21Rb22RLRe26-2差分式放大器理想差模输入：vi1=-vi2理想共模输入：vi1=vi2一般情况：vi1=(vi1-vi2)/2+(vi1+vi2)/2vi2=-(vi1-vi2)/2+(vi1+vi2)/2vi1=vid/2+vicvi2=-vid/2+vic线性放大电路vi

8、1vi2vo理想差分式放大器仅放大两输入信号之差。vo=AVD(vi1-vi2)AVD：差模电压增益例vi1=5mvvi2=3mv则：vid=vi1-vi2=2mvvic=(vi1+vi2)/2=4mv差模信号：vid=vi1-vi2共模信号：vic=(vi1+vi2)/2实际差分放大器，输出不仅与差模信号有关，而且也与共模信号有关。差模电压增益：AVD=vod/vid共模电压增益：AVC=voc/vic理想差分放大器：AVD很大，AVC=0例vi1=5mvvi2=3mvvid=2mvvic=4mvAvd=-10

9、0Avc=-0.1vo=Avd·vid+Avc·vic=-200-0.4=-200.4(mV)同时存在差模信号和共模信号时，由线性叠加定理：vo=Avd·vid+Avc·vic6-2-1基本差分式放大电路IC1=IC2=I0/2VC1=VC2=VCC-ICRCVCE1=VCE2=VCC-ICRC+VBEvo=VC1-VC2=0vovi2VCCRCRCvi1I0ro-VEEiC1iC2动态分析差模输入：vi1=-vi2=vid/2设vi1>0,iC1↑,vC1↓设增量为-⊿vvi2<0,iC2↓,vC2↑将增加⊿v

10、vo=vC1-vC2=-2⊿v1工作原理静态分析：共模输入：vi1=vi2=viC设vi1=vi2>0,iC1↑,vC1↓增量为⊿viC2↑,vC2↓理想对称时，增量仍为⊿vvo=vC1-vC2=0电路的对称性及恒流偏置使共模增益很小。理想情况共模增益为零。差分式放大电路放大差模信号，抑制共模信号。vovi2VCCRCRCvi1I0ro-VEEiC1iC2且∵iC1+iC