[工学]集成运算放大电路.ppt

河南农业大学理学院 v模拟电子技术基 础 第四章第四章 集成运算放大电路集成运算放大电路 回目录 河南农业大学理学院 河南农业大学理学院 河南农业大学理学院 河南农业大学理学院 1. 集成电路的特点 2.2.偏置电路（电流源）的 作用、分类及计算计算 3.理想集成运算放大电 路（IC）的性能指标 第四章 集成运算放大电路 河南农业大学理学院 1.什么是集成运算放大电路？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.集成运放的电压传输特性有什么特点？ 4.如何评价集成运放的性能？有哪些主要指标？ 第四章 集成运算放大电路 河南农业大学理学院 集成运算放大电路概述 集成运放中的电流源电路 直接集成运放电路简介 集成运放的性能指标 第四章 集成运算放大电路 河南农业大学理学院 集成运放的电路结构特点 集成运放的组成及各部分作用 集成运放的电压传输特性 4.1 集成运算放大电路概述 河南农业大学理学院 4.1 集成运算放大电路概述 集集 成成 电电 路路 河南农业大学理学院 4.1 集成运算放大电路概述 集成电路外形 双列直插式圆壳式扁平式 河南农业大学理学院 集成运放的电路结构特点 集成运放的组成及各部分作用 集成运放的电压传输特性 4.1 集成运算放大电路概述 河南农业大学理学院 4.1.2 集成运放电路的组成及其作用 输入级 偏置电路 中间级输出级 + uo uid 集成运算的基本组成 河南农业大学理学院 4.1.3 集成运放的电压传输特性 集成运放的符号和电压传输特性 uP ：同相输入端 uN：反向输入端 电压传输特性 ： uO= f ( uP- uN ) 河南农业大学理学院 4.1.3 集成运放的电压传输特性 uO uP-uN 线性区域： Aod：为差模开环放大倍数 非线性区域： 输出电压： +UOM 或 -UOM UOM：为输出电压饱和电压 +UOM -UOM 河南农业大学理学院 集成运算放大电路概述 集成运放中的电流源电路 直接集成运放电路简介 集成运放的性能指标 第四章 集成运算放大电路 河南农业大学理学院 4.2 集成运放中的电流源电路 晶体管和场效应管作用： 1. 作为放大管 2. 构成电流源电路，为各级提供合适的 静态电流 3. 作为有源负载取代高阻值电阻，增大电 压放大倍数 河南农业大学理学院 基本电流源电路 运改进型电流源电路 多路电流源 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 河南农业大学理学院 4.2.1 基本电流源电路 1. 镜像电流源 IB1 = IB2 = IB IC1 = IC2 = IC 河南农业大学理学院 4.2.1 基本电流源电路 UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 UBE1 UBE2 两个集电极电流之比近似与发射极电阻阻值成反比 2. 比例电流源 河南农业大学理学院 基本电流源电路 运改进型电流源电路 多路电流源 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 河南农业大学理学院 4.2.1 基本电流源电路 3. 微电流源 接入Re，UBE2 UBE1，IC2 IC1 ，Re 值不大时，得 到较小的IC2 若知 IC1和 IC2 ，可 求出 Re 河南农业大学理学院 问题：基本电流源在 很小时，IR 和IC2 相 差很大。 为减小基极电流的影响，提高输出电流传输精 度，稳定输出电流，可对基本电流源电路进行 改进 4.2.2 改进型电流源电路 河南农业大学理学院 4.2.2 改进型电流源电路 1. 加射极输出器的电流源 IC2=IC1=IREF-IB3 =IREF-IE3 /(+1) 河南农业大学理学院 4.2.2 改进型电流源电路 二、威尔逊电流源 很小时，IC2= IR ，IC2 受基极电流影响小 河南农业大学理学院 基本电流源电路 运改进型电流源电路 多路电流源 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 河南农业大学理学院 IC= IE IREF - IB/(+1) 较大时IC=IREF IEREIREFRE=IE1RE1 =IE2RE2=IE3RE3 IC2IE2=IREFRE/RE2 IC3IE3=IREFRE/RE3 IC1IE1=IREFRE/RE1 4.2.3 多路电流源 河南农业大学理学院 4.2.3 多路电流源 多集电极管多路电流源 ： MOS管多路电流源： 河南农业大学理学院 基本电流源电路 运改进型电流源电路 多路电流源 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 河南农业大学理学院 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 在集成运放中，用电流 源电路取代RC或Rd ，可 获得合适的静态电流， 又可获得大的等效RC或 Rd 晶体管和场效应管是有源 元件，又可作为负载 河南农业大学理学院 4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路 二、有源负载差分放大电路 电流源取代RC或Rd ，可 得合适的静态电流，可 获得很大的等效RC或Rd 晶体管和场效应管是有源 元件，又可作为负载，故 称为有源负载 河南农业大学理学院 集成运算放大电路概述 集成运放中的电流源电路 直接集成运放电路简介 集成运放的性能指标 第四章 集成运算放大电路 河南农业大学理学院 4.3 集成运放电路简介 双极型集成运放 F007 先找出偏置电路，根据信号流通顺序分析输入级、中 间级和输出级 河南农业大学理学院 4.3 集成运放电路简介 1. 偏置电路 若能估算出某一支路电流，该电流往往是基准电流 河南农业大学理学院 4.3 集成运放电路简介 2. 输入级 T1、T2、T3、T4 组成共集-共基差分放大电路 T1、T2 基极接收差分输入信号，T5、T6有源负载 河南农业大学理学院 4.3 集成运放电路简介 3. 中间级 1. 输入来自 T4 和 T6集电极 2. 输出接在两个互补对称放大管的基极 3. 中间级T16、T17 组成复合管，T13作为有源负载 4. 8、9两端外接30pF 校正电容防止产生自激振荡 河南农业大学理学院 4.3 集成运放电路简介 4. 输出级 1. T14、 T18 、T19 准互补对称电路 2. D1、 D2 、R9、R10 过载保护电路 3. T15 、R7、R8 为功率管提供静态基流 河南农业大学理学院 集成运算放大电路概述 集成运放中的电流源电路 直接集成运放电路简介 集成运放的性能指标 第四章 集成运算放大电路 河南农业大学理学院 4.4 集成运放的性能指标 一、开环差模电压增益 Aod 理想情况 Aod 为无穷大 二、差模输入电阻 rid 三、共模抑制比 KCMR 一般为几兆欧 多数在80dB以上，高质量的可达160dB 河南农业大学理学院 四、最大共模输入电压 UIcm 输入端所能承受的最大共模电压 五、最大差模输入电压 UIdm 反相端与同相端之间能够承受的最大电压 4.