集成运算放大器放大电路.ppt

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1、内容概述集成运算放大器是一个集成形式的直接耦合多级放大电路，它一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成。差动放大电路是输入级的主要结构形式，利用其电路结构的对称性来增加对温漂的抑制能力；电流偏置是集成运放的一大特点，用于偏置电路的电流源以镜像电流源为基本单元电路，其改进电路有微电流源和多路电流源等形式；F007是集成运放的典型代表，了解其电路组成有利于对集成运放举一反三。基本单元电路是同相比例器和反相比例器。第3章集成运算放大器电路教学内容3.1概述3.2电流源电路3.3差动放大电路3.4集成运算放大器3.5集成运放的简单应用电路电路组

2、成集成运算放大器是具有高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大电路的集成化。集成运放内部电路一般可分为四个组成部分，即输入级、中间级、输出级及偏置电路。3.1概述电路组成输入级：常采用差动放大电路，要求输入电阻高、静态电流小、具有一定的电压放大能力以及抑制零点飘移的能力。中间级：一般采用有源负载的共射（共源）放大电路，要求能提供较大的电压放大倍数。输出级：采用射极跟随器或互补对称电路，要求输出电阻小，带负载能力强。偏置电路：常采用电流源电路，用于合理设置集成运放各级放大电路的静态工作点。集成运算放大器的电路结构特点一、用有源元

3、件(晶体管或场效应管)取代电阻。二、用晶体管代替二极管，为了简化集成电路的制作工艺。三、电路结构与元件参数良好的对称性，因此受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种差分放大电路(输入级)和恒流源电路(作偏置电路或有源负载)。四、采用直接耦合方式，因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均。五、集成运放中常采用复合形式，因为集成晶体管和场效应管制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式，以得到各方面性能俱佳的效果。单管电流源电路1、电路结构形式由一个晶体管和相应的电阻组成的电流源电路。2、工作原理如

4、图所示，合理选择电路参数，使得电路满足：IR1>>IB，电阻R2上的电压为3.2电流源电路单管电流源电路晶体管发射极电流为由于IC=IE，从晶体管集电极来看，该电路可以等效为一个电流源。单管电流源电路的动态电阻求该电路动态电阻，作出其微变等效电路。单管电流源电路的动态电阻求该电路动态电阻，作出其微变等效电路。电流源的动态电阻是相当大的。只要晶体管工作在放大状态，该电路就是一个较为理想的恒流源电路。镜像电流源电路1、电路结构形式可分为基本镜像电流源电路和改进型镜像电流源电路。镜像电流源电路2、工作原理分析T1与T2特性完全相同，且发射结电压

5、相等，因此基极电流和集电极电流完全相等。即有IB1=IB2=IBIC1=IC2由于T1的UBE=UCE，故处于临界放大状态，IC1=βIB1成立。由电路可得只要β>>2，则有镜像电流源电路3、电路特点优点：是电路结构简单，且具有一定的温度补偿作用；缺点：不能实现输出电流与基准电流之间的比例调节。对于确定的电源电压，当要求输出电流较小时，必须增大电阻R的数值，这在某些情况下实现起来并不方便。比例电流源电路1、电路结构形式为了实现输出电流与基准电流之间的比例调节，在两个晶体管的发射极加上电阻。2、工作原理分析由右图可得UBE1+IE1RE1=

6、UBE2+IE2RE2因为T1与T2特性完全相同，在室温下，若IE1与IE2相差在10倍以内时，则有比例电流源电路工作原理分析如果采用硅管，可近似认为UBE1=UBE2IE1RE1≈IE2RE2当β>>1时，有IE1≈IC1≈IR，IE2≈IC2则微电流源电路1、电路结构形式在集成运放电路中，往往要求提供微小电流的电流源，当电源电压一定时，为了实现利用阻值较小的电阻而获得极小的输出电流IC2，可将比例电流源中的RE1短路。微电流源电路2、工作原理分析右图可见，T2管的发射极电流为T1、T2特性完全相同，则有当β>>1时，有IE1≈IR，I

7、E2≈IC2则基准电流为3、电路特点利用较小的电阻值，可获得微安级的电流源。改进型电流源电路一、加射极输出器的电流源1、电路结构特点在镜像电流源T1管的集电极与基极之间加一只从射极输出的晶体管T3。利用T3的电流放大作用，减小了基极电流IB1和IB2对基准电流IR的分流作用。改进型电流源电路2、工作原理分析由于三个晶体管特性完全相同，则有β1=β2=β3=β，而由于UBE1=UBE2，IB1=IB2=IB，因此有整理后可得：改进型电流源电路即使β很小，也可以使输出电流与基准电流保持很好的镜像关系。在实际电路中，有时在T1和T2管的基极与地

8、之间加电阻RE3，用来增大T3管的工作电流，此时T3管发射极电流为改进型电流源电路二、威尔逊电流源电路由于三个晶体管特性完全相同，则有β1=β2=β3=β，由图可得IC1=IC2IE3=IC3