第四章 集成运算放大电路课件

1、1第四章第四章 集成运算放大电路集成运算放大电路2第四章第四章 集成运算放大电路集成运算放大电路4.1 集成运算放大电路概述集成运算放大电路概述4.2 集成运放中的电流源电路集成运放中的电流源电路4.3 集成运放电路简介集成运放电路简介4.4 集成运放的种类及选择集成运放的种类及选择4.5 集成运放的使用集成运放的使用3按其功能分按其功能分数字集成电路数字集成电路模拟集成电路模拟集成电路模拟集成电模拟集成电路类型路类型集成运算放大器；集成运算放大器；集成功率放大器；集成集成功率放大器；集成高频放大器；高频放大器；集成中频放大器集成中频放大器；集成比较集成比较器器；集成乘法器；集成乘法器；集成稳

2、压器集成稳压器；集成数集成数/ /模模和模和模/ /数转换器等。数转换器等。集成电路集成电路IC (Integrated Circuit) 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。4.1 4.1 集成运算放大电路概述集成运算放大电路概述4集成电路的外形集成电路的外形图图 4.1.1集成电路的外形集成电路的外形(a)双列直插式双列直插式(b)圆壳式圆壳式(c)扁平式扁平式5集成运算放大电路特点：集成运算放大电路特点：1.电路结构与元件参数对称性好，适于构成差分放大电路。电路结构与元件参数对称性好，适于构成差分放大电路。3.电阻元件由硅半导体构成，范

3、围在几十到电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。2.在芯片上制作三极管比较方便、大量使用在芯片上制作三极管比较方便、大量使用NPN管。管。4.在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，几十在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，几十pF以以下的小电容用下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。结的结电容构成、大电容要外接。5. 级间采用直接耦合方式级间采用直接耦合方式。 集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直直接耦合多级放大电路接耦

4、合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。因首先用于信号的运算，故而得名。5. 集成电路中的集成电路中的 NPN 、 PNP管的管的 值差别较大，通常值差别较大，通常 PNP 的的 10 ，集成电路中多采用复合管集成电路中多采用复合管。64.1.2 集成运放电路的组成及其各部分的作用集成运放电路的组成及其各部分的作用1. 1. 集成运放电路的组成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 若将集成运放看成为一个若将集成运放看成为一个“黑盒子黑盒子”，则可等效为，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。一个双端输入、单端输出的差分放大电路。74.1.2 集成运放电路

5、的组成及其各部分的作用集成运放电路的组成及其各部分的作用输入级输入级中间级中间级输出级输出级偏置电路偏置电路uPuNuO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。主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。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，最大不小，最大不失真输出电压尽可能大。失真输出电压尽可能大。为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。电流源电路。84.1.

6、3 集成运放的电压传输特性集成运放的电压传输特性+-AoduPuNuO同相输入端同相输入端反相输入端反相输入端A od ：开环电压放大倍数开环电压放大倍数集成运放的符号集成运放的符号)uu(AuNpodo 9非线性区非线性区：NPiuuu ouoMu oMu 线性区线性区：)uu(AuNpodo oMouu非线性区非线性区：oMouu集成运算放大器的传输特性集成运算放大器的传输特性)uu(fuNpo )uu(AuNpodo 10 由于由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压的最大输入电压(uPuN)的数值仅为几十一百多微伏。的数值

7、仅为几十一百多微伏。线性区：线性区： uOAod(uPuN) Aod是开环差模放大倍数。是开环差模放大倍数。 (uPuN)的数值大于一定值时，的数值大于一定值时，集成运放的输集成运放的输出不是出不是UOM , 就是就是UOM，即集成运放工作在，即集成运放工作在非线性区。非线性区。114.5 集成运放的种类及选择集成运放的种类及选择4.5.1 集成运放的发展概况集成运放的发展概况第一代产品基本沿用了分立元件放大电路的设计思想第一代产品基本沿用了分立元件放大电路的设计思想,采用了集成数字电路采用了集成数字电路的制造工艺，利用少量横向的制造工艺，利用少量横向PNP管管,构成以电流源做偏置电路的三级直

8、接耦合放构成以电流源做偏置电路的三级直接耦合放大电路。但是，它各方面性能都远远优于分立元件电路，满足了一般应用的要大电路。但是，它各方面性能都远远优于分立元件电路，满足了一般应用的要求。典型产品有求。典型产品有 A709、国产的、国产的F003、5G23等。等。第二代产品普遍采用了有源负载，简化了电路的设计，并使开环增益有第二代产品普遍采用了有源负载，简化了电路的设计，并使开环增益有了明显的提高，各方面性能指标比较均衡，因此属于通用型运放，应用非常了明显的提高，各方面性能指标比较均衡，因此属于通用型运放，应用非常广泛。典型的产品有广泛。典型的产品有 A741、LM324、国产的、国产的F007

9、、F324、5G24等。等。第三代产品的输入级采用了超第三代产品的输入级采用了超 管，管， 值高达值高达10005000倍，而且版图设计倍，而且版图设计考虑了热效应的影响，从而减小了失调电压、失调电流及它们的温漂，增大了考虑了热效应的影响，从而减小了失调电压、失调电流及它们的温漂，增大了共模抑制比和输入电阻。典型产品有共模抑制比和输入电阻。典型产品有AD508、MC1556、国产的、国产的F1556、F030等等第四代产品采用了斩波稳零和动态稳零技术，使各性能指标参数更加理第四代产品采用了斩波稳零和动态稳零技术，使各性能指标参数更加理想化，一般情况下不需要调零就能正常工作，大大提高了精度。典型

10、产品有想化，一般情况下不需要调零就能正常工作，大大提高了精度。典型产品有HA2900、SN62088、国产的、国产的5G7650等。等。124.5.24.5.2集成运放的种类集成运放的种类 单电源供电正、负电源不对称型正、负电源对称型双电源供电按供电方式分 四运放双运放单运放分即一个芯片上运放个数按集成度)( 型双极型按制造工艺分COMS13一、按工作原理分类一、按工作原理分类互阻型：互阻型：跨导型：跨导型：电流放大型：电流放大型：电压放大型：电压放大型：=属于这类产品。属于这类产品。、路为互阻放大电路。路为互阻放大电路。种电种电的量纲为电阻，故称这的量纲为电阻，故称这，即，即的电压源的电压源

11、80118009ADADAiAuuuiIuiOO控制控制由电流由电流电压，输出回路等效成电压，输出回路等效成将输入电流转换成输出将输入电流转换成输出iI属于这类产品。属于这类产品。、。跨导，常记作跨导，常记作与输入电压之比，故称与输入电压之比，故称30803080FLMgm=出电流出电流的量纲为跨导，它是输的量纲为跨导，它是输，即，即的电流源的电流源AuAiiiuIiuOO控制控制由电压由电压电流，输出回路等效成电流，输出回路等效成将输入电压转换成输出将输入电压转换成输出uI=控制的电流源控制的电流源路等效成由电流路等效成由电流实现电流放大，输出回实现电流放大，输出回i属于这类产品。属于这类产

12、品。、。F1900LM3900iAiIiOI控制的电压源控制的电压源路等效成由电压路等效成由电压实现电压放大，输出回实现电压放大，输出回u=均属于这类产品。均属于这类产品。、。C14573F324F007uAuIodOI14二、按可控性分类二、按可控性分类1.可变增益运放可变增益运放（a）由外接的控制电压）由外接的控制电压uC来调整开环差模增益来调整开环差模增益Aod，称为电压，称为电压控制增益的放大电路，如控制增益的放大电路，如VCA610，当，当uC从从0变为变为-2V时，时， Aod从从-40dB变为变为+40dB，中间连续可调。，中间连续可调。（b）利用数字编码信号来控制开环差模增益）

13、利用数字编码信号来控制开环差模增益Aod ，这类运放是，这类运放是模拟电路与数字电路的混合集成电路，具有较强的编程功能，模拟电路与数字电路的混合集成电路，具有较强的编程功能，例如例如AD526，其控制变量为，其控制变量为A1、 A2 、 A3 ，当给定不同的二进，当给定不同的二进制码时，制码时， Aod将不同。将不同。152.选通控制运放选通控制运放此类运放的输入为多通道，输出为一个通道，即只有一个此类运放的输入为多通道，输出为一个通道，即只有一个对对“地地”输出电压信号。利用输入逻辑信号的选通作用来确定输出电压信号。利用输入逻辑信号的选通作用来确定电路对哪个通道的输入信号进行放大。电路对哪个

14、通道的输入信号进行放大。+-A1+-uIA+-A2+-uIBA3SCHAuO两通道选通运放两通道选通运放OPA676的原理示意图的原理示意图16三、按性能指标分类三、按性能指标分类1.通用型通用型80120mW功耗功耗0.50.7V/ sSR0.52MHz单位增益带宽单位增益带宽7090dBKCMR0.37IIB0.22IIO2 5mVUIO0.5 2M rid65100dBAod数值范围数值范围单位单位参数参数表表4.5.1 通用型运放的性能指标通用型运放的性能指标17高阻型、高速型、高精度型和低功耗型高阻型、高速型、高精度型和低功耗型2.特殊型特殊型高阻型：高阻型：rid109 ； 适用：

15、测量放大电路等；适用：测量放大电路等；高速型：增益带宽高高速型：增益带宽高 ； 适用：适用：A/D,D/A转换等；转换等；高精度型：低失调，低温漂，低噪声，高增益；高精度型：低失调，低温漂，低噪声，高增益； 适用：高精度仪器设备等；适用：高精度仪器设备等；184.5.3 运放的选择运放的选择一、信号源的性质二、负载的性质一、信号源的性质二、负载的性质三、精度要求四、环境条件三、精度要求四、环境条件查手册，选型号查手册，选型号首选：通用型，通用型不能满足要求时，首选：通用型，通用型不能满足要求时，选择特殊型。选择特殊型。根据：根据：19.集成运放的使用集成运放的使用4.6.1 使用时必做的工作使

16、用时必做的工作1、集成运放的外引线（管脚）、集成运放的外引线（管脚）2、参数测量、参数测量3、调零或调整偏置电压、调零或调整偏置电压4、消除自激振荡、消除自激振荡4.6.2 保护措施保护措施1、输入保护、输入保护+-AD1D2R防止输入差模信号幅值过大防止输入差模信号幅值过大 的输入保护措施的输入保护措施防止输入共模信号幅值过大防止输入共模信号幅值过大 的输入保护措施的输入保护措施+-AD1D2R-V+V202、输出保护、输出保护 -+ADzR输出保护电路输出保护电路3、电源端保护、电源端保护-+AD1D2+VCC-VCC电源端保护电源端保护214.6.3 输出电压与输出电流的扩展输出电压与输

17、出电流的扩展-+AT2+VCC(+30V)-VCC(-30V)T1R1R2R3R4uOuPuNb1b2e2e1因为因为R1=R2= R3 = R4 = R 。当集成运放的输入。当集成运放的输入电压电压uP= uN =0时，其输出电压时，其输出电压uO =0，因而，因而b1和和b2点的电位分别为点的电位分别为uB1=+15V、 uB2 =-15V ， b1和和b2点的电位差点的电位差uB1 - uB2 =30V。若忽略。若忽略T1与与T2管管b-e 间电压，则间电压，则uE1 +15V， uE2 -15V一、提高输出电压一、提高输出电压不影响运放的正常供电不影响运放的正常供电设集成运放的电源电压

18、为设集成运放的电源电压为 15V可见对运放可见对运放A来说，其供电电压仍为来说，其供电电压仍为 15V。22)uV(u)uV(uOCCOOCCB 21211)uV(u)uV(uOCCOOCCB 21212VVuuCCBB3021 当有输入信号时，当有输入信号时，虽然运放供电电源电压总值虽然运放供电电源电压总值(uB1 - uB2 )没变，但没变，但实际上，当实际上，当uO =+15V时，运放的正电源电压时，运放的正电源电压uB1约为约为22.5V，负电源，负电源uB2约为约为-7.5V，这将使运放，这将使运放的参数产生一些变化。的参数产生一些变化。-+AT2+VCC(+30V)-VCC(-30

19、V)T1R1R2R3R4uOuPuNb1b2e2e1注意注意！23二、增大输出电流二、增大输出电流-+A+VCC-VCCTRLuO+-加射极输出器的增大加射极输出器的增大 输出电流的措施输出电流的措施-+AT2+VCC-VCCT1R1D2R2uOD1加互补输出级的增大加互补输出级的增大 输出电流的措施输出电流的措施24END254.2集成运放中的电流源电路集成运放中的电流源电路集成运放电路中的晶体管和场效应管，除了作为放集成运放电路中的晶体管和场效应管，除了作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流，或作为有源负载取代高阻值的电阻，

20、从而增大放大流，或作为有源负载取代高阻值的电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。本节将介绍常见的电流源电路以电路的电压放大倍数。本节将介绍常见的电流源电路以及有源负载的应用。及有源负载的应用。4.2.1基本电流源电路基本电流源电路4.2.2改进型电流源电路改进型电流源电路4.2.3多路电流源电路多路电流源电路4.2.4以电流源为有源负载的放大电路以电流源为有源负载的放大电路26镜像电流源镜像电流源4.2.1基本电流源电路基本电流源电路一、镜像电流源一、镜像电流源+VccR2IBIB0IB1IC1IRIC0T1T0 所以：所以：IB0= IB1= IB，IC0 = IC1= IC= IB 。 使

21、使IC0和和IC1呈镜像关系。呈镜像关系。电路：电路：T0与与T1特性一致，特性一致， 0 = 1= ； T0与与T1工作在放大状态。工作在放大状态。因为：因为：UBE0=UBE1， 0 = 1= ；工作原理：工作原理： IC1为输出电流。为输出电流。27+VccR2IBIB0IB1IC1IRIC0T1T0电阻电阻R中的电流为中的电流为基准电流基准电流：IIIIRUVICCBCBECCR22RC2II当当 2时，时，输出电流输出电流RUVIIBECCRC1 IC1T() IC0 IRUR(IRR) UBIB IC1镜像电流源具有一定的温度补偿作用：镜像电流源具有一定的温度补偿作用：存在问题：存

22、在问题：当当IC较小时，需较小时，需R大，集成电路中难以制造大的大，集成电路中难以制造大的R。28二、比例电流源二、比例电流源+VccRIB0+IB1IB0IB1IC1IRIC0T1T0Re0Re1IE0IE1电路：电路：T0与与T1特性一致，特性一致， 0 = 1= ； T0与与T1工作在放大状态有反馈电阻工作在放大状态有反馈电阻Re；工作原理：工作原理： IC1为输出电流，为输出电流，RC1IIe1E1BE1e0E0BE0RIURIUSETBEIIUUln)TBESE(UUeII 101100lnlnlnEETSETSETe0E0e1E1BE1BE0IIUIIUIIURIRIUU29比例电

23、流源比例电流源e0E0BE1BE0e1E1RIUURIe0E0E1E0TRIIIUln当当 2时，时，IC0IE0IR ， IC1 IE1，所以，所以Re1e0C1Re1TC1IRRIIRUIlnRe1e0IRRe0BE0CCe1e0RRUVRR+VccRIB0+IB1IB0IB1IC1IRIC0T1T0Re0Re1IE0IE1e1E1BE1e0E0BE0RIURIUE1E0TBE1BE0IIUUUln 0比例电流源比镜像电流源的比例电流源比镜像电流源的输出电流输出电流IC1具有更高的温度具有更高的温度稳定性！（稳定性！（Re0和和Re1是电流负是电流负反馈电阻）。反馈电阻）。e0RC1RTe

24、1C1RIIIURIln30微电流源微电流源三、微电流源三、微电流源+VccRIB0+IB1IB0IB1IC1IRIC0T1T0ReIE1为了采用阻值较小的电阻，获得较小为了采用阻值较小的电阻，获得较小的输出电流的输出电流IC1，可以将比例电流源中，可以将比例电流源中Re0的阻值减小到零的阻值减小到零微电流源。微电流源。电路：电路：工作原理：工作原理：eBE1BE0E1C1RUUII式中（式中（UBE0 UBE）只有几十毫伏，甚至更小，因此）只有几十毫伏，甚至更小，因此只要几千欧的只要几千欧的Re，就可得到几十微安的，就可得到几十微安的IC1。C1ReTC1IIRUIlnC1RTBE1BE0I

25、IUUUln31C1ReTC1IIRUIlnRUVIBE0CCR设计电路：设计电路：若若VCC15V，IR1mA，UBE00.7V，UT26mV，IC120 A，则，则14.310.715RBE0CCkkIUVRRUVIBE0CCRC1ReTC1IIRUIln5.0910201ln20263C1RC1TekkIIIURln+VccRIB0+IB1IB0IB1IC1IRIC0T1T0ReIE1确定确定IR和和IC1计算计算R和和Re的数值的数值RBE0CCIUVRC1RC1TeIIIURln324.2.2改进型电流源电路改进型电流源电路改进的目的：改进的目的：减小基极电流的影响，提高输出电流与减

26、小基极电流的影响，提高输出电流与基准电流的传输精度，稳定输出电流。基准电流的传输精度，稳定输出电流。微电流源：微电流源：C1ReTC1IIRUIln比例电流源：比例电流源：Re1e0C1Re1TC1IRRIIRUIln镜像电流源：镜像电流源：RUVIIBECCRC12 较小时，误差增大，需改进电路。较小时，误差增大，需改进电路。33+VccRIB2IB0IB1IC1IRIC0T1T0T2IE2一、加射极输出器的电流源一、加射极输出器的电流源电路：电路：T0、T1 、 T2特性一致，特性一致， 0 = 1= 2 ； T2：射极输出器；：射极输出器； IC1为输出电流。为输出电流。UBE0=UBE

27、1，IB1= IB0= IB IC1 =IC0 。 利用利用T2管的电流放大作用，减小了基极管的电流放大作用，减小了基极电流电流IB0和和IB1对基准电流对基准电流IR的分流。的分流。工作原理：工作原理：1IIIIIIE2RB2RC0C1)(1IIIIC1RB1R212RRC1)(121III即使即使 很小，也可以认很小，也可以认为为IC1IR ， IC1与与IR保持保持很好的镜像关系。很好的镜像关系。34二、威尔逊电流源二、威尔逊电流源+VccRIB2IC1IRIC0T1T0T2IE2IC22IBAB电路：电路：T0、T1 、 T2特性一致，特性一致， 0 = 1= 2 ； T1的的rce是

28、是T2的发射极电阻的发射极电阻Re ； IC2为输出电流。为输出电流。UBE0=UBE1， IC1 =IC0 =IC 。工作原理：工作原理：因为因为rce1非常大，所以可使非常大，所以可使IC2高度稳定。高度稳定。点的电流方程为：点的电流方程为：IIIIICCBCE222C2C2E2C21122IIII35在点：在点：C222C2C2CB2R22221IIIIII整理：整理：RR2C22221IIIIC2受基极电流影响很小。受基极电流影响很小。+VccRIB2IC1IRIC0T1T0T2IE2IC22IBABC2C2E2C21122IIII364.2.3多路电流源电路多路电流源电路1. 基于比

29、例电流基于比例电流源的多路电流源源的多路电流源RIC1IRIC0T1T0Re0Re1IE0IE1ICTReIEICTReIE利用一个基准电流去获得多个不同的输出电流，利用一个基准电流去获得多个不同的输出电流，以适应各级静态电流的需要以适应各级静态电流的需要基准电流：基准电流：IR三路输出电流：三路输出电流： IC1、 IC2 、 IC3e3E3BE3e2E2BE2e1E1BE1e0E0BE0RIURIURIURIUBE3BE2BE1BE0UUUUe3E3e2E2e1E1e0E0RIRIRIRI当当IE0确定后，各级只要选确定后，各级只要选择合适的电阻，就可以得择合适的电阻，就可以得到所需的各级

30、电流。到所需的各级电流。根据所需静态电流，来选根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。取发射极电阻的数值。372.多集电极管构成的多路电流源多集电极管构成的多路电流源根据所需静态电流，来确定集电结面积。根据所需静态电流，来确定集电结面积。设三个集电区的面积分别为设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2，则，则02C0C201C0C1SSIISSII，383.MOS管多路电流源管多路电流源根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。 MOS管的漏极管的漏极电流正比于沟道电流正比于沟道的宽长比。的宽长比。 设宽长比设宽长比W/L=S，且，且T1T4的宽长比分别为的宽长比分

31、别为S0、S1、S2、S3，则，则03D0D302D0D201D0D1SSIISSIISSII，基准电流基准电流39例例图示电路是型号为图示电路是型号为F007的通用型集成运放的电流源部分。其中的通用型集成运放的电流源部分。其中T10与与T11为纵向为纵向NPN管；管； T12与与T13是横向是横向PNP管，它们的管，它们的 均为均为5，它们，它们b-e 间电压间电压值均约为值均约为0.7V。试求出各管的集电极电流。试求出各管的集电极电流。F007中的电流源电路中的电流源电路+Vcc(+15V)R539k IC13IRIC12T13T12IB10+IB12IC10T10T11R43k -Vcc

32、(-15V)解：图中解：图中R5上的电流是基准电流，上的电流是基准电流，根据根据R5所在回路可以求出所在回路可以求出0.73mAmA390.70.73025BE11EB12CCRRUUVIT10与与T11构成微电流源，构成微电流源，A0.73326C10C10R4TC10IIIRUIlnln利用累试法或图解法求出利用累试法或图解法求出I1028 AT12与与T13构成镜像电流源，构成镜像电流源，0.52mAmA0.732552RC12C13III在电流源电路中，首先应求出基准电在电流源电路中，首先应求出基准电流流IR， IR常常是集成运放电路中唯一常常是集成运放电路中唯一能够通过列方程直接求出

33、的电流；然能够通过列方程直接求出的电流；然后利用与后利用与IR的关系，分别求出各路输的关系，分别求出各路输出电流。出电流。404.2.4以电流源为有源负载的放大电路以电流源为有源负载的放大电路在共射（共源）放大电路中，为了提高电压放大倍数的数在共射（共源）放大电路中，为了提高电压放大倍数的数值，行之有效的方法是增大集电极电阻值，行之有效的方法是增大集电极电阻Rc（或漏极电阻（或漏极电阻Rd）。）。然而，为了维持晶体管（场效应管）的静态电流不变，在增大然而，为了维持晶体管（场效应管）的静态电流不变，在增大Rc （ Rd ）的同时必须提高电源电压。当电源电压增大到一定）的同时必须提高电源电压。当电

34、源电压增大到一定程度时，电路的设计就变得不合理了。在集成运放中，常用电程度时，电路的设计就变得不合理了。在集成运放中，常用电流源电路取代流源电路取代Rc （ Rd ），这样在电源电压不变的情况下，既），这样在电源电压不变的情况下，既可获得合适的静态电流，对于交流信号，又可得到很大的等效可获得合适的静态电流，对于交流信号，又可得到很大的等效的的Rc （或（或Rd ）。由于晶体管和场效应管是有源元件，而上述电）。由于晶体管和场效应管是有源元件，而上述电路中又以它们作为负载，故称为路中又以它们作为负载，故称为有源负载有源负载。41一、有源负载共射放大电路一、有源负载共射放大电路+VCCRIRIC2T

35、3T2IC1T1RbRL+-uO+-uI电路：电路： T1 ：放大管：放大管 （共射）（共射）； T2与与T3：镜像电流源；：镜像电流源；工作原理：工作原理： T2 ： T1的负载管的负载管 。基准电流基准电流RUVIEB3CCR空载时空载时T1管的静态集电极电流管的静态集电极电流RC2CQ12III1) 并不需要很高的电源电压，只要并不需要很高的电源电压，只要VCC与与R相配合，就可相配合，就可以设置合适的集电极电流以设置合适的集电极电流ICQ12)输入端的输入端的uI中应含有直流分量，为中应含有直流分量，为T1提供静态基极电流提供静态基极电流IBQ1 ， IBQ1应等于应等于ICQ1 /

36、1，而不应与镜像电流源提供的，而不应与镜像电流源提供的IC2产生冲突产生冲突3) 电路带上负载电阻电路带上负载电阻RL后，后，ICQ1将有所变化。将有所变化。注注意意！+VCCRcIC1T1RbRL+-uO+-uI+VCCIC1T1RbRL+-uO+-uI+VCCRIRIC2T3T2+uO42有源负载共射放大电路有源负载共射放大电路+VCCIC2T3T2RIRIC1T1RbRL+-uO+-uIRLT1RbRL+-+-iUoUrbe1rce1bIbI1RL RL(rce2)+-+-iUoURb电压放大倍数电压放大倍数be1bLce2ce11be1bbLce2ce1b1iorR)/R/r(r)r(

37、RI)/R/r(rIUUAu若若RL2，则，则IC3 IC1因因IC4 IC3 ，所以，所以IC4 IC1 iO= IC4 IC2 0差模输入差模输入 iC1= iC2 ，而，而 iC3 iC1 ；由于；由于iC3和和 iC4的的镜像关系，镜像关系， iC3= iC4 iO= iC4 iC2 iC1 ( iC1 )=2 iC1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约为多少？约为多少？44 111241242411beLur/rRbeLceceuruiALceceIOIOurRArR/r/rAR/r/r

38、uiuuAceceLbeIOiu 电压放大倍数电压放大倍数+VCCiC3T4T3IioiC1T1RL+-uO+-uITiC4iC2-VEE输出电流与输入电压之比输出电流与输入电压之比1111122bebeBCIOiurriiuiA 使单端输出电使单端输出电路的差模放大倍路的差模放大倍数近似等于双端数近似等于双端输出时的差模放输出时的差模放大倍数。大倍数。45 4.3 集成运放电路简介集成运放电路简介集成运放电路分析集成运放电路分析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

39、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。46 对于集成运放电路，应首先找出偏置电路，然后根据信对于集成运放电路，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。号流通顺序，将其分为输入级、中间级和输出级电路。一、一、F007电路分析电路分析47 若在集成运放电路中能够

40、估算出某一支路的电流，则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。这个电流往往是偏置电路中的基准电流。找出偏置电路找出偏置电路双端输入、单端双端输入、单端输出差分放大电输出差分放大电路路以复合管为放大管、以复合管为放大管、恒流源作负载的共恒流源作负载的共射放大电路射放大电路用用UBE倍增电路消倍增电路消除交越失真的准除交越失真的准互补输出级互补输出级三级放大电路三级放大电路简化电路分解电路简化电路分解电路输入级的分析输入级的分析 T3、T4为横向为横向PNP型管，输型管，输入端耐压高。共集形式，输入入端耐压高。共集形式，输入电阻大，允许的共模输入电压电阻

41、大，允许的共模输入电压幅值大。共基形式频带宽。幅值大。共基形式频带宽。共集共集-共基形式共基形式Q点的稳定：点的稳定：T（）IC1 IC2 IC8 IC9与与IC8为镜像关系为镜像关系IC9因为因为IC10不变不变IB3 IB4 IC3 IC4 IC1 IC2 T1和和T2从基极输入、射极输出从基极输入、射极输出T3和和T4从射极输入、集电极输出从射极输入、集电极输出输入级的分析输入级的分析T7的作用：放大差模信号的作用：放大差模信号作用？作用？ T5、T6 、T7组成加射极输出组成加射极输出器的比例电流源，器的比例电流源， 作为作为T3、T4的有源负载。的有源负载。差模输入差模输入 iC3=

42、 iC4 ，而，而 iC5 iC3 , iC5= iC6 ， 因而因而 iC6= iC4 iB16= iC4 iC6 =2 iC4 输入级的分析输入级的分析T7的作用：放大差模信号的作用：放大差模信号作用？作用？+_抑制共模信号抑制共模信号+_特点：特点：输入电阻大、差模放大倍数输入电阻大、差模放大倍数大、共模放大倍数小、输入大、共模放大倍数小、输入端耐压高的双端输入、单端端耐压高的双端输入、单端输出差分放大电路。输出差分放大电路。_瞬时极性法瞬时极性法 T5、T6 、T7组成加射极输出组成加射极输出器的比例电流源，器的比例电流源， 作为作为T3、T4的有源负载。的有源负载。共模输入共模输入 iC3= iC4 ，而，而 iC5 iC3 , iC5= iC6 ， 因而因而 iC6= iC4 iB16= iC4 iC6 =0 52中间级的分析中间级的分析 中间级是主放大器，