模电课件-第四章集成运放说课讲解.ppt

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1、模电课件-第四章集成运放4.构成方框图：偏置电路作用：设置集成运放各级放大电路的静态工作点。输入级中间级输出级-UEE+UCCu+uou–反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS例图：输入级中间级输出级+UCCUEEu+uou–反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高KCMR,输入阻抗ri尽可能大。与uo反相与uo同相输入级中间级输出级UEE+UCCu+uou–反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。输入级中间级输出级UEE+UCCu+uou–反相输入端同相输入

2、端T3T4T5T1T2IS对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io。即输出阻抗ro小。ri大:几十k几百k5.运放的特点：KCMR很大ro小：几十几百Ao很大:104107理想运放：riKCMRro0Ao6.运放的电路符号：＋－u－u+uo－＋＋u－u+uoA07.集成运放的电压传输特性伏安特性：uo＝f(uP－uN)线性区：uo＝Aod(uP－uN)非线性区(饱和区)：uo＝±UOM由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多μV，当其大于此值时，集

3、成运放的输出不是＋UOM,就是－UOM。非常窄开环差模放大倍数总而言之：从外部看，集成运放是一个双端输入、单端输出、高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、很好抑制温漂的差动放大电路；而且尤其要注意的是：Aod越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其工作于线性区。集成运放的应用分为：线性区（引入负反馈）和非线性区（开环、引入正反馈）集成运放中的电流源电路充分地利用了晶体管性能的一致性。它常作为集成运放中的偏置电路和有源负载。§4.2.1基本电流源电路§4.2.4以电流源为有源负载的放大电路§4.2集成运放中的电流源电路一、镜像

4、电流源T0和T1特性完全相同，工作于放大区。UBE1=UBE0=UBE，IB1=IB2=IBIC1=IC0=IC，成镜像关系。4.2.1基本电流源电路基准电流温度补偿作用：T↑→IC0，IC1↑→UR↑→UBE↓→IB↓→IC0，IC1↓优点：电路简单，应用广泛缺点：在VCC的值一定的情况下，IC1较大→IR增大→电阻功耗PR增大；IC1很小→IR减小→需要大电阻R。在一定范围内对数项可忽略二、比例电流源当β>>2时，IC0≈IE0≈IR,IC1≈IE1，代入(a)式得：基准电流：设计方法：首先确定IR、IC1，然后确定Re、R。三、微电流源特点：用阻

5、值较小的R，就可获得很小的IC1。若β>>1→IC1≈IE1，IC0≈IE0≈IR基准电流：4.2.4以电流源为有源负载的放大电路一、有源负载共射放大电路:采用有源器件替代集电极电阻RC，可提高电压放大倍数。静态时UIQ为多少？§4.4集成运放的性能指标1.开环差模电压放大倍数Aod无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105107之间。理想运放的Aod为。2.共模抑制比KCMR常用分贝作单位，一般100dB以上。3.差模输入电阻ridri>1M,有的可达100M以上。4.4.1主要性能指标4.输出电阻roro=几-几十。5.最大共模输入电压

6、UIcmax6.最大差模输入电压UIdmax7.-3dB带宽fH运放是直流放大器，也可放大低频信号，不适用于高频信号。还有其他一些反映运放对称性、零漂等的参数。8.输入失调电压UIO和输入偏置电流IIB§4.5集成运放的种类及选择一代：基本沿用分立元件放大电路的设计思路二代：普遍采用有源负载，简化电路设计三代：输入级采用超β管，设计上考虑了热效应的影响四代：采用了斩波稳零和动态稳零技术，通常不需调零就可正常工作一、集成运放的发展概况二、集成运放的种类供电方式单电源双电源：对称、不对称单运放集成度四运放双运放制造工艺CMOS型双极型BiCMOS型1.按工

7、作原理分类电压放大型：uO=AoduI电流放大型：iO=AiiI跨导型：iO=AiuuI互阻型：uO=AuiiI2.按可控性分类可变增益型：选通控制型：A.由外接uc来调整Aod。B.用数字编码信号来控制Aod。此类运放的输入为多通道，输出为单通道，可通过输入逻辑信号确定何通道信号被放大。按照集成运算放大器的参数来分，集成运算放大器可分为如下几类。1．通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。3.按性能指标分类2．高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入

8、阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012）W，IIB为几皮安到几十皮安。