集成运算放大电路.ppt

1,第四章集成运算放大电路,4.1集成运算放大电路概述4.2集成运放中的电流源电路4.3集成运放电路简介4.4集成运放的性能指标4.5集成运放的种类及选择4.6集成运放的使用,2,第十四讲集成运算放大电路,一、概述,二、集成运放中的电流源电路,三、集成运放电路分析,四、集成运放的主要性能指标,五、集成运放的种类,3,4.1集成运放概述,（1）制造工艺一致性、对称性好受温度影响小。（2）连线短，焊点少可靠性高。（3）充分利用复杂电路形式（容易做到）提高各方面性能(复合管、有源负载)。（4）集成大R、C难有源器件代替R（R1050K；C0.1pF50pF）,1.集成电路的特点,集成电路“管”、“路”一体器件，具有特定功能。,集成运放高性能的直接耦合多级放大电路。,4.1概述,4,输入级（前置级）差分放大电路。要求Ri大，Ad大，Ac小，输入端耐压高。,4.1概述,一个输出端,2.集成运放电路的组成及各部分作用,偏置电路电流源电路为各级设置合适的静Q点,要求IC/ID小、稳定。,中间级共射/源放大电路。主放大级，Ad要输出级（功率级）准互补输出电路。要求Ro小，输出电压动态范围宽、失真小。,5,Aod高达几十万倍线性区很窄、输入电压(uPuN)很小(几十一百多V),线性区：uOAod(uPuN)Aod是开环差模放大倍数。,饱和区：uO=UOM（uPuN为+UOM，uPuN为UOM）,uO=f(uP-uN),3.集成运放的符号和电压传输特性,UOM,-UOM,线性区(放大区),uPuO与uP同相uNuO与uN反相,(1)符号,(2)传输特性,4.1概述,6,4.2集成运放的偏置电路电流源电路,1.镜像电流源,T0和T1特性一致,基准电流,“镜像”,IR基准电流；IC(IC1)工作电流（偏置电流）,*镜像电流源的温度补偿作用：温度IC1、IC0IRURUBIC1,4.2电流源电路,7,2.微电流源,当IC0IR一定时，由所需IC1计算Re值：,镜像电流源简单，但要求IC1小（量级）时R大，集成困难！为使IC1为弱电流，且R不大Re微电流源,因为UBE1UBE0IC1IC0,当IC0IB0+IB1时，IC0IR,即IC1IR=（VCC-UBEO）/R,IR可大R就可小一些,(几十）,4.2电流源电路,8,3.比例电流源,UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1,因为UBE0=UBE1则IE0Re0=IE1Re1所以IC1IE1=(Re0/Re1)IE0,IE0IC0IR(IC0IB0+IB1),4.2电流源电路,IC1与Re1成反比,9,3.多路电流源（1）基于比例电流源的多路电流源,当IE0(IR)确定之后，根据所需电流选取合适Re即可。,UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1=UBE2+IE2Re2=UBE3+IE3Re3,因为UBE近似相等，故IE0Re0IE1Re1IE2Re2IE3Re3,4.2电流源电路,10,（2）多集电极管构成的多路电流源,当IC0(=IR)确定之后，根据所需静态电流，来确定集电结面积(设计制造)。,设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2，则,4.2电流源电路,11,（3）MOS管多路电流源,MOS管漏极电流正比于沟道的宽长比。,设宽长比W/L=S，且T1T4的宽长比分别为S0、S1、S2、S3，则,基准电流,当ID0(=IR)确定之后，根据所需静态电流，来确定沟道尺寸(设计制造)。,4.2电流源电路,12,哪只管子为放大管？其集电极静态电流约为多少？静态时UIQ为多少？(IBQ1Rb+UBEQ1),为什么要考虑h22?（RL为后级Ri，一般很大）,1.有源负载共射放大电路,当RL80dB,UIO(失调电压)105dB。用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。低功耗型：工作电源电压低（几伏）、静态功耗小，100200W。用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。大功率型：大功率、大电流（几安）,通常情况下用通用型运放，特殊情况下才用专用型运放。,31,*讨论一,根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是：通用型高阻型高速型低功耗型高压型大功率型高精度型1.作低频放大器，应选用。2.作宽频带放大器，应选用。3.作幅值为1V以下微弱信号的量测放大器，应选用。4.作内阻为10M信号源的放大器，应选用。5.负载需5A电流驱动的放大器，应选用。6.要求输出电压幅值为80的放大器，应选用。7.宇航仪器中所用的放大器，应选用。,32,1.输入级采用什么措施增大放大倍数？2.中间级采用什么措施增大电压放大倍数？3.如何消除交越失真？4.uI1、uI3哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？,有源负载,有源负载,复合管共射放大电路,增大输入级的负载电阻,_,_,+,_,_,_,+,+,反相输入端,同相输入端,