模电ppt课件第四章.ppt

1,第四章集成运算放大电路,教学时数：5学时重点与难点：1、集成运放的概念与符号2、集成运放的结构、组成及其特点3、集成运放的性能指标4、电流源的作用5、学会读集成运放电路图,课本P171,2,4.1集成运算放大电路概述,一、级间为直接耦合，因硅片上不能制作大电容二、大量采用差分放大电路，如输入级和恒流源三、采用复合管四、常用有源器件代替电阻五、集成运放的体积越来越小，功能却越来越强。因为增加元器件制作电路复杂的集成运放，其制造工序并未变复杂,4.1.1集成运放的电路结构特点,课本P172,3,输入级：输入电阻高、静态电流小、共模抑制比高，常采用差动放大电路。中间级：采用有源负载的共发射极电路，增益大。偏置电路：为各级设置合适的静态工作点，镜像电流源，微电流源。输出级：线性范围宽、输出电阻小（即带负载能力强）、非线性失真小等。常用互补共集放大电路构成。,4.1.2集成运放的组成及其各部分的作用,课本P172,4,集成电路内部结构的特点,1）.电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。,2）.电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。,3）.几十pF以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。,4）.二极管一般用三极管的发射结构成。,课本P172,5,ri大:几十k几百k,KCMR：很大,ro小：几十几百,Aod很大:104107,4.1.3理想运放与一般运放的符号,国际符号,国内符号,课本P173,6,2.集成运放使用注意事项,2.1集成运放的封装和引脚排列,封装形式:,金属圆形、双列直插式、扁平式,封装材料:,陶瓷、金属、塑料,例:,塑封双列直插式(DIP)CF741,DIPDualIn-LinePakage,7,运算放大器外形图,8,2.2集成运放使用注意事项,1.查阅手册了解引脚的排列及功能；,2.检查接线有否错误或虚连，输出端不能与地、电源短路；,3.输入信号应远小于UIdM和UICM，以防阻塞或损坏器件；,4.电源不能接反或过高，拔器件时必须断电；,5.输入端外接直流电阻要相等，小信号高精度直流放大需调零。,9,集成电路运算放大器中的电流源,一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。它具有很高的输出电阻。二、电流源电路的用途：1、给直接耦合放大器的各级电路提供直流偏置电流，以获得极其稳定的Q点。2、作各种放大器的有源负载，以提高增益、增大动态范围。,电流源概述,课本P174,直流电阻小，交流电阻大。,10,4.2.3多路电流源,根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。,根据所需静态电流，来确定集电结面积。,根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。,课本P178,11,4.2.4有源负载一、用于共射放大电路,哪只管子为放大管？其集电结静态电流约为多少？静态时UIQ为多少？,为什么要考虑h22?,课本P181,12,1模型的简化,即rbe=hie=hfeuT=hrerce=1/hoe,一般采用习惯符号,则BJT的H参数模型为,uT很小，一般为10-310-4，rce很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路,ib是受控源，且为电流控制电流源(CCCS)。电流方向与ib的方向是关联的。,课本P95,13,二、用于差分放大电路,电路的输入、输出方式？如何设置静态电流的？静态时iO约为多少？,使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的差模放大倍数。,课本P182,14,4.3集成运放读图一、读图方法,了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术指标。化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路。分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功能和性能。定量计算：必要时可估算或应用计算机计算电路的主要参数。,已知电路图，分析其原理和功能、性能。,跟着信号走！,课本P183,15,二、举例对于集成运放电路，应首先找出偏置电路，然后根据信号流通顺序，将其分为输入级、中间级和输出级电路。,若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则这个电流往往是偏置电路中的基准电流。,课本P184,16,双端输入、单端输出共集-共基放大电路,以复合管为放大管、恒流源作负载的共射放大电路,用UBE倍增电路消除交越失真的准互补输出级,三级放大电路,课本P184,17,T7的作用：抑制共模信号放大差模信号,T5、T6分别是T3、T4的有源负载，而T4又是T6的有源负载。,T3、T4为横向PNP型管，输入端耐压高。共集形式，输入电阻大，允许的共模输入电压幅值大。共基形式频带宽。,课本P184,18,输出级分析,D1和D2起过流保护作用，未过流时，两只二极管均截止。,iO增大到一定程度，D1导通，为T14基极分流，从而保护T14。,课本P184,19,4.4集成运放的主要性能指标,指标参数F007典型值理想值开环差模增益Aod106dB差模输入电阻rid2M共模抑制比KCMR90dB输入失调电压UIO1mV0UIO的温漂dUIO/dT()几V/0输入失调电流IIO