童诗白模拟电路课件4-2-4.ppt

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1、第四版童诗白第四章　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集成运放大的使用第四版童诗白本章重点和考点：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。第四版童诗白本章讨论的问题：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.如何设置集成运放中各级放大电路的静

2、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？4.1集成运算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.对称性好，适用于构成差分放大电路。二.

3、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比较方便，常常用三极管代替电阻(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电路方式。五.集成电路中的NPN、PNP管的值差别较大，通常PNP的≤10。常采用复合管的形式。一、输入级差分电路，大大减少温漂。二、中间级采用有源负载的共发射极电路，增益大。三、输出级互补对称电路，带负载能力强四、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

4、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集成运算的基本组成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uOuP-uN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。+UOM-UOM4.2集成运放中的电流源电路集成运放电路

5、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电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。4.2.1基本电流源电路一、镜像电流源(电流镜CurrentMirror)+VCCRIREF++T1T2IC2IB1IB22IBIC1UBE1UBE2基准电流由于UBE1=UBE2，T1与T2参数基本相同，则IB1=IB2=IB；IC1=IC2=IC所以当满足>>2时，则图4.2.1+VCCRIREF++T1T2IC2IB1IB22IBIC1UBE1UBE2二、比例电流源R1R2由图可得UBE1+IE1R1=

6、UBE2+IE2R2由于UBE1UBE2，则忽略基极电流，可得两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。图4.2.2比例电流源三、微电流源在镜像电流源的基础上接入电阻Re。+VCCRIREFT1T2IC22IBIC1ReRe引入Re使UBE2

7、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？4.2.2改进型电流源电路问题：基本电流源电路在很小时，IR和IC2相差很大。为了减小基极电流的影响，提高输出电流与基准电流的传输精度，稳定输出电流，可对基本电流源电路进行改进。一、加射极输出器的电流源RIC2VCCT3T2T1Re3IC1IREFIB由于增加了T3，使IC2更加接近IREF（如何证明）缺点：1.受电源波动影响大；2.电流最低至mA级。IC2=IC1=IREF-IB3=IREF-IE3/(β+1)如β＝10　IC2=0.982IREF增加电阻Re2目的

8、是使IE3增大。图4.2.4加射极输出器的电流源RIC2VCCT3T2T1IC1IREFIB3