集成运算放大电路

1、集成运算放大电路第五章第五章 集成运算放大电路集成运算放大电路5.1 5.1 集成放大电路的特点集成放大电路的特点5.2 5.2 集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的主要技术指标5.3 5.3 集成运放的基本组成部分集成运放的基本组成部分5.4 5.4 集成运放的典型电路集成运放的典型电路5.5 5.5 各类集成运放的性能特点各类集成运放的性能特点集成运算放大电路5.1 5.1 集成放大电路的特点集成放大电路的特点 一、 以电子器件的变革为标志的电子技术发展史 第一代：真空管 1904年 第二代：晶体三极管 1948年 第三代：集成电路 1959年 第四代：大规模集成电路 1974年

2、第五代：超大规模集成电路 70年代末集成运算放大电路 二、集成电路的分类 1、按功能分：模拟集成电路、数字集成电路 2、按电路类型分：集成运算放大器、集成功率放大器、 三、集成电路的特点： 1、对称性好，工作稳定。 2、电阻、电容一般用三极管的结电阻、结电容代替。因此,大电容、大电阻一般得另想办法。 3、PNP管为横向PNP管，较小。集成运算放大电路 5.2 5.2 集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的主要技术指标1.开环差模电压增益AodUUUAOodlg20IdIdidIUrocodCMRAAKlg203.共模抑制比KCMR:2.差模输入电阻rid:)(2121BBIBIII4.输

3、入偏置电流IIB:集成运算放大电路5. -3 dB带宽fH: 6. 失调电流IIO: IIO = | IB1 IB2|7. 输入失调电压UIO: 为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。集成运算放大电路5.3 集成运放的基本组成部分 5.3.1 偏置电路 偏置电路的作用: 向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。 集成运算放大电路1. 镜像电流源RUVIBECCREF1RUVIIBECCREFC122112REFCII21222CREFBREFCCIIIIII 2）电流关系1)电路组成晶体管完全对称晶体管完全对称集成运算放大电路2. 比例电流源2211RIRIEEREFCCI

4、RRIRRI2112121RRUVIBEQCCREF222111RIURIUEBEEBE1）电路组成2）电流关系集成运算放大电路3. 微电流源eCeEBEBERIRIUU2221TBEUUSCeIIeCSCSCTBEBERIIIIIUUU22121lnlneCCCTRIIIU221ln1）电路组成2）电流关系集成运算放大电路)(73. 0397 . 02151525mARUVVIBEEECCREF)(365. 022173. 02113mAIIREFC)(310281073. 0ln10281026ln63631011104KIIIURCCCT例5.3.1集成运算放大电路 5.3.2 差分放大

5、输入级差分放大输入级 差分电路三种形式： 输入级决定输入级决定输入电阻、共模输入电压、输入电阻、共模输入电压、差模输入电压和共模抑制比差模输入电压和共模抑制比等指标。等指标。1.基本形式基本形式长尾式恒流源式(1)电路组成集成运算放大电路（2）差模输入电压和共模输入电压大小相等，极性相反IIuu211IIuu212差模输入电压大小相等，极性相同共模输入电压 差模输入电压反映有效的差模输入电压反映有效的信号，而共模输入信号则反映信号，而共模输入信号则反映由于温度变化等原因而产生的由于温度变化等原因而产生的漂移信号或其它干扰信号漂移信号或其它干扰信号集成运算放大电路（3）差模电压放大倍数、共模电压

6、放大倍数和共模抑制比IdoduuAIcocuuAcdCMRAAKlg20集成运算放大电路IduCuAu1121IduCuAu1221IduCCOuAuuu1211uIdOdAuuA对于差模信号集成运算放大电路对于共模信号IcuCuAu1121IcuCuAu1221021CCOuuu0IcOcuuA共模拟制比cdCMRAAKlg20集成运算放大电路2. 长尾式（射极耦合式）差分放大电路Re引入共模负反馈，使共模放大倍数Ac减小，降低了每个管子的零点漂移。但对差模放大倍数Ad没有影响，从而提高电路的共模抑制比。（1）电路组成Re的作用：集成运算放大电路(2)静态分析eBEQEEBQRRUVI)1

7、(21BQCQII）RIVUCCQCCCQ对地(）RIUBQBQ对地(1集成运算放大电路(3) 动态分析动态分析交流通路如图集成运算放大电路idRdAoR)(2berRcR2beLCrRRR2/集成运算放大电路例5.3.2 解: 静态工作点)(004. 0)2725 . 05 . 0(51107 . 012)205)(.1 (mARRRUVIeWBEQEEBQ)(2 .0004.050mAIIBQCQ）VRIVUCCQCCCQ对地()(6302 . 012）VRIUBQBQ对地()(04. 010004. 0集成运算放大电路 差模电压放大倍数集成运算放大电路2)1(WbeLdRrRRA)(59

8、)415193. 610(22)1 (2KRrRRWbeid)(603022KRRCO)(93. 62 . 0265130026)1 (KIr：rCQbbbe其中6 .125 . 05 . 05193. 610)10/30(50集成运算放大电路3. 恒流源式差分放大电路恒流源式差分放大电路 (1) 电路组成 )(2111EECCbbbRbVVRRRUeBEQRbCQRUUI31332121CQCQCQIII)(121对地CCQCCCQCQRIVUU1121CQBQBQIII)(121对地RIUUBQBQBQ(2) 静态分析 集成运算放大电路(3) 动态分析动态分析ORbeLCrRRR2/dAi

9、dRCR2)(2berR集成运算放大电路例5.3.3 解: 静态工作点)(6 . 1501008. 031121AIIICQBQBQeBEQZEQCQRUUII333)(08.021321mAIIICQCQCQ）VRIVUUCCQCCCQCQ对地()(410008. 0121121）mVmVRIUUBQBQBQ对地()(16)(106 . 1 (1121)(16. 03 . 37 . 06mA集成运算放大电路1562 .05 .0519 .1610100502)1 (WbeLdRrRRA)(9 .1608. 0265130026)1 (KIrrCQbbbe差模电压放大倍数集成运算放大电路四、差

10、分放大电路的输入、输出接法四、差分放大电路的输入、输出接法 (1) 双端输入、双端输出idRdAORbeLCrRRR2/)(2berRCR2集成运算放大电路(2)、双端输入、单端输出、双端输入、单端输出)(2beidrRRbeLCdrRRRA/21CORR 集成运算放大电路(3) 单端输入、双端输出)(2beidrRRbeLCdrRRRA2/CORR2集成运算放大电路(4)、单端输入、单端输出)(2beidrRRbeLCdrRRRA/21CORR 集成运算放大电路5.3.3 中间级中间级1.有源负载2.复合管集成运算放大电路 输出级的主要作用：提供足够的输出功率以满足负载的需要。5.3.4 输

11、出级输出级1.互补对称输出级2.过载保护电路集成运算放大电路集成运算放大电路5.4 集成运放的典型电路集成运放的典型电路LM741电路原理图集成运算放大电路(1) 偏置电路集成运算放大电路(2)输入级集成运算放大电路(3)中间级中间级集成运算放大电路(4)输出级集成运算放大电路2. LM741主要技术指标3. LM741引脚和连接方法集成运算放大电路5.4.2 CMOS集成四运放C145731.电路原理图2.主要技术指标3.引脚和连接方法集成运算放大电路5.5 各类集成运放的性能特点各类集成运放的性能特点5.6 集成运放使用中的几个具体问题集成运放使用中的几个具体问题5.6.3 5.6.3 集成运放的保护集成运放的保护1.输入保护集成运算放大电路3.输出端错接保护2.电源极性错接保护集成