集成运算放大电路教学课件PPT.ppt

第三部分集成运算放大电路 一 集成运放中的电流源 二 差分放大电路 三 集成运算放大电路 第一讲集成运放中的电流源 能够输出恒定电流的电路称为电流源电路 电流源电路在集成电路中作为偏置电路和有源负载为各级放大电路提供所需的偏流和提高放大倍数 一 基本电流源电路 1 镜像电流源 输出电流io ic2 ic1 ir ic1 ib1 ib2 ic1 2ib2 当 2时 io ic1 ir 2 比例电流源 由电路可得 ube1 ie1re1 ube2 ie2re2 由pn结电流方程可得 3 微电流源 为了得到小电流 就要加大镜像电流源中的电阻r 但大的r不易集成 为此就有如下电路 电路的输出电流 io ic2 ie2 二 改进型镜像电流源 由图可知 ic1 ic2 三 多路电流源 由前面分析得 io1 ir 如果re3 re4 则各个电流就不相等 实现了多路输出 四 电流源作有源负载 由于电流源具有直流电阻小而交流电阻大的特点 在模拟电路中广泛的把它作为负载使用 可使共射电路的电压增益达103以上 差分放大电路是直接耦合放大电路中温漂较小且能较好抑制零漂的一种电路 凡是要求比较高的直流放大电路或是多级直流放大电路的前置级 一般都采用此电路 一 电路结构 第二讲差分放大电路 二 工作原理 由于电路完全对称 所以t1和t2的状态一致 因此只需分析单边电路的状态就知道整个电路状态 分析的关键是想办法 化多级为单级 化多为单的关键是处理好rl rw和re 1 静态分析 对于静态有 ib rb vbe 1 ib 1 2rw 2 re ee vbq ibq rb icq ibq vcq ec icq rc 2 动态分析 差模信号 双端输出时 单端输出时 共模信号 双端输出时 单端输出时 可得 当 共模抑制比 为了衡量差分放大电路放大差模信号抑制共模信号的能力 引入共模抑制比这个质量指标 若电路对称 双端输出时 kcmrr 单端输出时 三 差分放大电路的四种接法 双端输入 双端输出 双端输入 单端输出 单端输入 双端输出 单端输入 单端输出 1 四种接法 注意 各种接法的实际应用 只要输出端形式相同 双端输入的结论全部适用于单端输入 电路的输入 输出电阻 ro 2rc双出 ro rc单出 2 输入非共模非差模信号 可由下式变换为差模和共模信号 输出电压为差模输出电压vod与共模输出电压voc之和 四 电路改进 1 具有恒流源的差分放大电路 2 高输入阻抗的差分放大电路 3 带有负反馈的差分放大电路 第三讲集成运算放大电路 一 集成运放电路概述 1 电路特点 集成运放是一种高增益的直接耦合放大器 是模拟集成电路中发展最早应用最广泛电路 经常用于模拟信号的处理和产生电路之中 因其性能高价格低 基本上取代了分立元件放大电路 采用直接耦合方式 常用有源器件代替无源器件 利用对称结构改善电路性能 2 电路结构及功能 集成运放种类很多 电路也不尽相同 但从电路的组成结构看 任何一个运放都由输入级 中间级 输出级和偏置电路四部分组成 二 集成运放电路读图 读图就是对电路进行分析 读图可培养综合应用的能力 进一步熟悉已知电路 认识和学习新电路 1 读图的步骤与方法 化整为零 各个击破 统观整体 归纳总结 将整个电路分成若干个部分 零越大越好 最小值为单级电路 弄清每部分电路的结构和性能 进一步化整为零 弄清每个元件和电路的功能 研究各部分之间的相互关系 理解电路如何实现所具有的功能 用语言描述电路的功能和性能 f007电路原理图 2 读图练习 f324电路原理图 三 集成运放的性能指标 1 开环差模增益aod 2 共模抑制比kcmr 3 输入电压范围 5 输入失调电压uio和失调电流iio及失调温漂 4 输入偏置电流iib 6 转换速率sr 7 静态功耗pc 四 集成运放的两种基本组态 1 运放的符号及等效电路 v 为同相端的输入电压 v 反同相端的输入电压 vi为同相端与反相端的压差 ri开环输入电阻 ro开环输出电阻 ao开环电压增益 2 运放的理想化模型 理想化的条件 理想运放的特征及等效电路 两输入端之间的电压vi 0 既虚短 两输入端之间的电流ii 0 既虚断 特征 3 两种基本组态 集成运算放大电路的电路形式很多 但是根据信号输入端的不同 将运放电路分成两种最基本的组态 即反相组态和同相组态 五 集成运放的分类和选用 1 分类 通用型和专用型 发展方向是专用型 双电源供电和单电源供电 双电源中又分对称型和不对称型供电 单运放 双运放和四运放 按供电方式分 按集成度分