第六章 集成电路运算放大器ppt课件.ppt

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1、教学内容：本章首先讨论组成集成运放的基本单元电路、典型集成运放电路基其性能指标，接着简述了几种专用型运放。教学要求：本章需要重点掌握差分式放大电路的分析计算；另外还需了解集成运放中的电流源。在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。集成电路具有以下特点：a.电路结构与元件参数具有对称性；b.有源器件代替无源器件；c.采用复合结构的电路；d.级间采用直接耦合方式；e.电路中的二极管多用于温度补偿或电位移动电路，大都采用BJT的发射结构成。6.1集成电路运算

2、放大器中的电流源电流源是提供恒定电流的电子线路，在模拟集成电路中，广泛的使用电流源为放大器提供稳定的偏置电路或作为放大电路的有源负载。电路如图所示，设T1、T2的参数完全相同。即VBE1=VBE2,E1=E2,CEO1=CEO2,C1=C2,1=2，镜像电流源电路适用于较大工作电流(毫安数量级)的场合，若需减小C2的值，必要求R的值很大，而这在集成电路中难以实现。因此需要研究改进型的电流源。1.镜像电流源当较大时，B可以忽略，所以C2近似等于基准电流REF,2.微电流源在T2的射极电路接入

3、电阻Re2,当基准电流REF一定时,C2可确定如下：利用两管基-射极电压差VBE可以控制输出电流C2。由于VBE的数值小,故用阻值不大的Re2即可获得微小的工作电流由于T1对T2有温度补偿作用，所以C2的温度稳定性较好。由于电流源具有直流电阻小而交流电阻很大的特点，在模拟集成电路中，广泛的把它作为负载使用，称为有源负载。如图所示电流源作为集电极负载。电流C2=C1等于基准电流C3(REF)。同时，电流源常用作射极负载。IC23.电流源用作有源负载6.2差分式放大电路直接耦合：将前级的输出端直接接

4、后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE2零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。一、零点漂移现象即ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路若由于温度的升高IC1增加1%，试计算输出电压Uo变化了多少？已知：UZ=4V，UBE=

5、0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例：uZ–++UCC12VuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZUC1IB2已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。例：uZ–++UCC12VuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=

6、2•IC2=500.147mA=7.35mAUo=8.325－7.75V=0.575V提高了7.42%可见，当输入信号为零时，由于温度的变化，输出电压发生了变化即有零点漂移现象。IB2UC1零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。一般把温度升高10C时，输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效漂移电压输出端漂移电压电压放大倍数只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很

7、好地区分出来。由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。通频带f

8、Au

9、0.707

10、Auo

11、OfH

12、Auo

13、幅频特性抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。一、差动放大电路的工作情况电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差动放大原理电路+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2两个输入、两个输出两管静态工作点相同二、差动

14、放大电路uo=VC1－VC2=0uo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0静态时，ui1=ui2=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2VC1VC21.零点漂移的抑制2.有信号输入时的工作情况两管集电极电位呈等量