第5章集成运算放大电路ppt课件.ppt

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1、第5章集成运算放大电路5.1模拟集成电路简介5.2差分放大电路5.3电流源电路5.4集成运放电路简介5.5集成运放的主要参数及低频等效电路5.6集成运放使用5.1模拟集成电路简介一模拟集成电路的特点1、单个元件的精度不高，受温度影响也大，但是元器件的性能参数一致性比较好，对称性好。（差分放大电路）2、电路中电阻元件一般由硅半导体的体电阻构成，阻值范围为几十欧~20千欧左右。另外电阻值的精度不易控制，误差在20%~30%左右。3、电路中电容值也不大（几十PF），大电感也不易制造，通常直接耦合，因此存在温漂。4、常用二极管和晶体管组成的恒流源和电流源代替大的集电极电阻和提供微小的偏置电流，二

2、极管用晶体管的发射结代替。5、NPN管做成纵向管,β大，而PNP做成横向管β小而耐压值高，所以无法配对使用。如果要对称使用，通常用复合管电路二集成运放运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于各种电子电路之中。5.2差分放大电路5.2.1差分式放大电路的一般结构5.2.2长尾式差分放大电路5.2.3恒流源差分放大电路零点漂移现象零点漂移:如果将直接耦合放大电路的输入端短路，其输出端应有一固定的直流电压，即静态输出电压。但实际上输出电压将随着时间的推移，偏离初始值而缓慢地随机波动，这种现象称为零点漂移，简称零漂。零漂实际上就是静态工作

3、点的漂移。a)温度的变化。温度的变化最终都将导致BJT的集电极电流IC的变化，从而使静态工作点发生变化，使输出产生漂移。因此，零漂有时也称为温漂。b)电源电压波动。电源电压的波动，也将引起静态工作点的波动，而产生零点漂移。无论是温度变化还是电源波动，都会对两管产生相同的作用，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。因此，当共模信号作用于电路时，必须分析电路的零漂情况。一、差分放大电路的组成b、为克服温度漂移增加随温度变化的电源V。c、用和左边电路完全对称的电路代替电源V。d、图(c)电路射极电阻影响电路电压放大倍数。将两电阻合二为一。e、增加负电源解决电源和信号源不共地的问题。5.2.1

4、差分式放大电路的一般结构输入信号差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益总输出电压其中——差模信号产生的输出——共模信号产生的输出共模抑制比反映抑制零漂能力的指标根据有共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。5.2.2长尾式差分放大电路双端输入双端输出电路双端输入单端输出电路单端输入双端输出电路单端输入单端输出电路（1）静态分析1.双端输入双端输出电路差分放大电路输入共模信号（2）动态分析共模增益：在电路参数理想对称情况下：电路参数对称起互相补偿作用，抑制温度漂移。Re对共模信号的

5、负反馈作用，抑制温度漂移。差分放大电路加差模信号2、双端输入单端输出差分放大电路（1）静态分析(2)差模信号的等效电路（3）双端输入单端输出电路对共模信号的等效电路3单端输入双端输出电路(1)静态分析（略）（2)动态分析4单端输入单端输出电路1.电路组成及工作原理静态5.2.3恒流源差分放大电路动态仅输入差模信号，大小相等，相位相反。大小相等，信号被放大。相位相反。2.主要指标计算（1）差模情况接入负载时以双倍的元器件换取抑制零漂的能力双入、双出3.主要指标计算（1）差模情况双入、单出接入负载时3.主要指标计算（1）差模情况单端输入等效于双端输入指标计算与双端输入相同。

6、3.主要指标计算（2）共模情况双端输出共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。所以共模增益单端输出抑制零漂能力增强3.主要指标计算（2）共模情况（3）共模抑制比双端输出，理想情况单端输出抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压例(4)当输出接一个12k负载时的差模电压增益.解：求:(1)静态(2)电压增益(3)差分电路的共模增益共模输入电压不计共模输出电压时(4)电流源是一个输出电流恒定的电源电路，与电压源相对应，它是电子线路中广泛大量使用的单元电路。5.3.1镜像电流源5.3.2威尔逊电流源5.3.3微电流源5.3.4以电流源为有源负载的放大多路5.3电流源电路应用：（

7、1）为集成运放各级提供小而稳的偏置电流（2）作为各级放大级的有源负载，提高电压增益优点：（1）用晶体管代替大电阻，节省硅片面积，降低成本（2）用较少的级数获得大的增益，由于级数减少和电路输出阻抗大，集成运放的消振问题容易振荡（3）由于放大管的集电极电流与集电极电位无关，电路可以在很快的电源电压范围内工作，而偏置电流基本不变简介5.2.1镜像电流源当时基准电流一镜像电流源镜像电流源特点：结构简单，存在一定的温度补偿的作用存在的问题：（