模拟电子技术,华成英,童诗白,第四版,考试重点,学习基础,第4章集成运算放大电路

1、许昌学院许昌学院电气信息工程学院电气信息工程学院主讲人：姚宁主讲人：姚宁联系方式：联系方式媒体教学课件多媒体教学课件模拟电子技术模拟电子技术Fundamentals of Analog Electronics 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础第四章 集成运算放大电路4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 集成运放中的电流源集成运放中的电流源 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础回顾：回顾：运算放大器运算放大器au+u-uoo+_ud_+A+bUsat- -Usat - -

2、Uo/VUd/mVO实际特性实际特性近似特性近似特性分三个区域：分三个区域：线性工作区：线性工作区：|ud| 则则 uo= Usatud u- -时，时，uo o= =Usat b.b.当当u+ + u- -时，时，uo o=-=-Usat 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础4.14.1 概述一、一、集成运放的特点集成运放的特点二、二、集成运放电路的组成集成运放电路的组成三、三、集成运放的电压传输特性集成运放的电压传输特性 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础一、集成运放的特点（1 1）直接耦合方式，

3、充分利用管子性能良好的一致性，采）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性，采用差分放大电路和电流源电路。用差分放大电路和电流源电路。（2 2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂化并不带来工艺的复杂性。化并不带来工艺的复杂性。（3 3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。的大电阻。（4 4）采用复合管。）采用复合管。 集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。

4、耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础二、集成运放电路的组成两个两个输入端输入端一个一个输出端输出端 若若将将集成运放看成为一个集成运放看成为一个“黑盒子黑盒子”，则可等效为一个，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。双端输入、单端输出的差分放大电路。 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础集成运放电路四个组成部分的作用前置级，多采用差分放大电路。要求前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，大，Ad大，大， Ac小，输入端耐压高。小，输入端耐压高

5、。主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。的放大能力。功率级，多采用准互补输出级。要求功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最小，最大不失真输出电压尽可能大。大不失真输出电压尽可能大。为各为各级放大电路设置级放大电路设置合适的静态工作合适的静态工作点。采用电流源点。采用电流源电路。电路。 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础三、集成运放的电压传输特性 由于由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压最大输入电压(uPuN)的数值仅为几

6、十一百多微伏。的数值仅为几十一百多微伏。在线性区：在线性区：uOAod(uPuN) Aod是开环差模放大倍数。是开环差模放大倍数。非线非线性区性区 (uPuN)的数值大于一定值时，的数值大于一定值时，集成运放的输出不是集成运放的输出不是UOM , 就是就是UOM，即集成运放工作在非线性区。，即集成运放工作在非线性区。uO=f(uP-uN)UOMUOM 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础4.24.2 集成运放中的电流源一、一、基本电流源电路基本电流源电路 二、改进型电流源电路二、改进型电流源电路三、三、以电流源为有源负载的放大电路以电流源为有源负载

7、的放大电路四、读图方法四、读图方法 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础1. 镜镜像像电流源电流源，成镜像关系。BCC0C1IIIIT0 和和 T1 特性完全相同。特性完全相同。；，BB0B1BE0BE1IIIUURUVIIRBECCC 2时，则若电路中有负电路中有负反馈吗？反馈吗？一、一、基本电流源电路基本电流源电路 基准电流基准电流工作在放大区；0BE0CE0T,UUCCB0CR22IIIIIRC2IIIC1IC0ICIRUR UB IB T() 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础2. 比例电流源

8、比例电流源 0100C1E1C0E02CBBCRIIIIIIIII又，时当 在镜像电流源电路中，若增加两个发射极电阻，使两个发在镜像电流源电路中，若增加两个发射极电阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。 BE0E0e0BE1E1e1=UIRUIRBE0BE1E0e0E1e1, UUIRIR因 C1e0Re1IRIR0BE0CCReRRUVI 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础3. 微微电流源电流源 eBE1BE0E1C1RUUIITBE1BE0TBEe eSE1E0

9、SEU)UU(UUIIIII，eE1E10ETBE10BElnRIIIUUURUVIIIIIBE0CCR C0 E01C 1E设计过程很简单，首先确定设计过程很简单，首先确定IE0和和IE1，然后选定然后选定R和和Re。超越超越方程方程要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。ReC1TeC1lnIIURIR 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础二、改进型电流源电路二、改进型电流源电路 加射极输出器的电流源加射极输出器的电流源 210RB2R11R1221(1)ECCCBRIIIIIIIIII 121(1)RC

10、RIII 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例1 P1 P214 214 三、电路如图三、电路如图T4.3T4.3所示，已知所示，已知0 0= =1 1= =2 2=100=100。各管的各管的U UBEBE均为均为0.7V0.7V，试求，试求I IC2C2的值。的值。6ARUUVIR100BE1BE2CCCCB2C0IIIIIRRRIII1C2 IRIC0IB2IE2IC1CIIIIB2C1E2CC1C0IIIAIIRC1002IB0IB1BB1B0IIIE2C2II 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子

11、技术基础回顾：1.1.集成运放的四个组成部分及集成运放的四个组成部分及其作用；其作用；2.2.集成运放的电压传输特性；集成运放的电压传输特性；3.3.镜像电流源；镜像电流源；4.4.比例电流源。比例电流源。在线性区：在线性区：uOAod(uPuN) Aod是开环差模放大倍数。是开环差模放大倍数。 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础哪只管子为放大管？哪只管子为放大管？其集电结静态电流约为多少？其集电结静态电流约为多少？静态时静态时UIQ为多少？为多少？为什么要考虑为什么要考虑 h22?be1bLce2ce11)( rRRrrAu用于共射放大电路用于

12、共射放大电路三、以电流源为有源负载的放大电路三、以电流源为有源负载的放大电路be1bL1ce2ce1L )(rRRArrRu时T1管的集电极动态电流全部管的集电极动态电流全部流向负载，有源负载使流向负载，有源负载使|Au|大大大提高。大提高。 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础2. 2. 用于差分放大电路用于差分放大电路电路的输入、输出方式？电路的输入、输出方式？如何设置静态电流？如何设置静态电流？静态时静态时iO约为多少？约为多少？动态时动态时iO约为约为多少？多少？C1C2C4O2 iiii 使单端输出电路使单端输出电路的差模放大倍数近的差模

13、放大倍数近似等于双端输出时似等于双端输出时的差模放大倍数。的差模放大倍数。0 C2C4Oiii静态：静态：动态：动态：，C1C3II，C2C1IIC2C4II，C3C4II C2C1，ii C1C3C4，iii 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例2 P2 P214 214 四、电路如图四、电路如图T4.4T4.4所示。所示。 +-+同相同相输入端输入端反相反相输入端输入端 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础四、读图方法了解要分析的电路的应用场合、用途和技术了解要分析的电路的应用场合、用途和技术指

14、标。指标。将整个电路图分为各自具有一定功能的基本将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路。电路。定性分析每一部分电路的基本功能和性能。定性分析每一部分电路的基本功能和性能。电路相互连接关系以及连接后电路实现的功电路相互连接关系以及连接后电路实现的功能和性能。能和性能。必要时可估算或利用计算机计算电路的主要必要时可估算或利用计算机计算电路的主要参数。参数。已知电路图，分析其原理和功能、性能。已知电路图，分析其原理和功能、性能。 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础讨论 P218 4.131. 输入级采用什么措施增大放大倍数？输入级采用什么措施增大放

15、大倍数？2. 中间级采用什么措施增大电压放大倍数？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？如何消除交越失真？4. uI1、 uI2哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？有源负载有源负载有源负载有源负载复合管共射放大电路复合管共射放大电路增大输入级的负载电阻增大输入级的负载电阻_+_+反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端积累电流放大积累电流放大系数系数超超管管 第第4 4章章 集成运算放大电路集成运算放大电路 模拟电子技术基础模拟电子技术基础本本 章章 小小 结结 本章主要讲述了集成运放的结构特点、 电流源电路及有源负载放大电路和集成运算放大电路。集成电路运算放大器是用集成工艺制成的、具有高增益的直接耦合多级放大电路。它一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。为了抑制温漂和提高共模抑制比，常采用差分式放大电路作输入级；中间为电压增益级；互补对称电压跟随电路常用作输出