模电康华光第五版1PPT学习教案

1、会计学1模电康华光模电康华光(hu un)第五版第五版1第一页，共50页。在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和连接(linji)导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模数和数模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。引 言第1页/共50页第二页，共50页。l模拟(mn)集成电路的特点：电阻值不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几十千欧。需要大电阻时

2、，通常(tngchng)用恒流源替代； 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大电容时，通常(tngchng)在集成电路外部连接。不能制电感，级与级之间用直接耦合； 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管短路其中一个PN结构成。第2页/共50页第三页，共50页。运算(yn sun)放大器外形图第3页/共50页第四页，共50页。2.1 集成电路(jchng-dinl)运算放大器1. 集成电路(jchng-dinl)运算放大器的内部组成单元图集成(j chn)运算放大器的内部结构框图,PNOV V v v v第4页/共50页第五页，共50页。 运算(yn sun)放大器方框图1.

3、输入级：均采用差动放大电路组成，可减小温度漂移的影响，提高整个电路共模抑制比。2. 2. 中间级：多采用有源负载的共射极放大电路，有源负载及复合管可提高电压增益。3. 3. 输出级：互补对称功放。4. 4. 偏置(pin zh)电路：用以供给各级直流偏置(pin zh)电流，由各种电流源电路组成。第5页/共50页第六页，共50页。表示(biosh)信号从左(输入端)向右(输出端)传输的方向。vNvPvOvNvPvOvN或v：反相输入(shr)端，信号从此端输入(shr)(vP=0)，输出信号和输入(shr)信号反相。vP或v+：同相输入端，信号从此端输入(vN=0) ，输出信号和输入信号同相。

4、vO：输出端。图运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号第6页/共50页第七页，共50页。2. 运算放大器的电路(dinl)模型图运算放大器的电路(dinl)模型通常： 开环电压(diny)增益 Avo的105 （很高） 输入电阻 ri 106 （很大） 输出电阻 ro 100 （很小） vOAvo(vPvN) （ V vO V ） 注意输入输出的相位关系第7页/共50页第八页，共50页。2. 运算放大器的电路(dinl)模型当Avo(vPvN) V 时 vO V 当Avo(vPvN) V-时 vO V-电压传输(chun sh)特性 vO f (vPvN)线性范围(

5、fnwi)内 vOAvo(vPvN)Avo斜率第8页/共50页第九页，共50页。输出电压与其两个输入(shr)端的电压之间存在线性放大关系，即)(odONPuuAu集成运放(yn fn)的工作区域线性区域(qy)：Aod为差模开环放大倍数非线性区域：输出电压只有两种可能的情况：+UOM或-UOMUOM为输出电压的饱和电压。uOuP-uN+UOM-UOM第9页/共50页第十页，共50页。例电路如图所示，运放的开环电压增益Avo=2105,输入电阻ri=0.6M，电源电压V+=+12V,V-=-12V。(1)试求当vo=Vom=12V时输入电压的最小幅(xio f)值vP-vN=?输入电流ii=?

6、(2)画出传输特性曲线vo=f(vP-vN)。说明运放的两个区域。 图2.1.3 运算放大器的电路模型第10页/共50页第十一页，共50页。例电路如图所示，运放的开环电压增益(zngy)Avo=2105,输入电阻ri=0.6M，电源电压V+=+12V,V-=-12V。(1)试求当vo=Vom=12V时输入电压的最小幅值vP-vN=? 输入电流ii=?图2.1.3 运算放大器的电路模型解：由/PNOvovvvA当vo=Vom=12V时512/(2 10 )60VA PNvv()/iPNiivvr660/(0.6 10 )A 100pA 第11页/共50页第十二页，共50页。例电路如图所示，运放的

7、开环电压增益Avo=2105,输入电阻ri=0.6M，电源电压V+=+12V,V-=-12V。 (2)画出传输特性(txng)曲线vo=f(vP-vN)。说明运放的两个区域。 解：取a点（+60V,+12V）， b点（-60V,-12V），连接a、b两点得ab线段，其斜率(xil)Avo=2105, vP-vN 60 V，则运放进入非线性区。运放的电压传输特性如图所示。Avo=2105(+60V,+12V)(-60V,-12V)第12页/共50页第十三页，共50页。2.2 理想(lxing)运算放大器1. vo的饱和极限值等于运放的电源(dinyun)电压V和V 2. 运放(yn fn)的开环

8、电压增益很高 若（vPvN）0 则 vO= +Vom=V 若（vPvN）0 则 vO= Vom=V 3. 若V vO R3时，（1）试证明(zhngmng)Vs( R3R1/R2 ) Im 解（1）根据(gnj)虚断有 I1 =0所以(suy) I2 = Is = Vs / R1 例直流毫伏表电路（2）R1R2150k，R31k，输入信号电压Vs100mV时，通过毫伏表的最大电流Im(max)？ 又根据虚短有 Vp = Vn =0R2和R3相当于并联，所以 I2R2 = R3 (I2 - Im )所以1s332mRVRRRI)( 当R2 R3时，Vs( R3R1/R2 ) Im （2）代入数据

9、计算即可第33页/共50页第三十四页，共50页。2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他(qt)应用求差电路(dinl)仪用放大器求和(qi h)电路积分电路和微分电路第34页/共50页第三十五页，共50页。求差电路(dinl) 从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大(fngd)电路。4on1ni1RvvRvv 3p2pi20RvRvv i114i2323141ovRRvRRRRRRv )(当,2314RRRR 则)(i1i214ovvRRv 若继续有,14RR 则i1i2ovvv 根据(gnj)虚短、虚断和N、P点的KCL得：pnvv 第35页/共50页第三十六页，共50页。求差电路

10、(dinl)从放大器角度看14i1i2odRRvvvAv 时，2314RRRR )(i1i214ovvRRv 增益(zngy)为（该电路也称为差分(ch fn)电路或减法电路）第36页/共50页第三十七页，共50页。求差电路(dinl)一种(y zhn)高输入电阻的差分电路第37页/共50页第三十八页，共50页。仪用放大器)21(123421ORRRRA vvvv第38页/共50页第三十九页，共50页。求和(qi h)电路1ni1-Rvv3on-Rvv 根据(gnj)虚短、虚断和N点的KCL得：2i231 i13o-vRRvRRv 321RRR 若0pn vv2ni2-Rvv 则有2i1 io

11、-vvv （该电路也称为(chn wi)加法电路）第39页/共50页第四十页，共50页。求和(qi h)电路的进一步讨论Vi3-+ARfRVoIfR3I3IdVi2R2I2Vi1I1R1求和(qi h)电路00_VVId虚短、虚断)(332211RVRVRVRViiifofIIII321特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出 的比例关系； 称为支路(zh l)增益，一般11. 求和电路/fnRR第40页/共50页第四十一页，共50页。积分电路和微分电路1. 积分电路式中，负号表示(biosh)vO与vI在相位上是相反的。根据(gnj)“虚短”，得根据(gnj)“虚断”，得0NP

12、vv0i i因此12ii IvRsC1Ov tRCd1IOvv（积分运算）即RvvsCvvNIoN1相当于微分相当于积分，其中Ss1第41页/共50页第四十二页，共50页。积分电路和微分电路1. 积分电路根据(gnj)“虚短”，得根据(gnj)“虚断”，得0NP vv0i i因此21ii 即cNIiRvvdtdVCiCc又即dtdVCdtdVCRvOCI tRCd1IOvv第42页/共50页第四十三页，共50页。积分电路和微分电路当vI为阶跃电压时，有vO与 t 成线性关系 tRCd1IOvvtRCVi tV i 1. 积分电路第43页/共50页第四十四页，共50页。第44页/共50页第四十五页，共50页。将三角(snjio)波变为正弦波第45页/共50页第四十六页，共50页。tUu sinmI tRCUttURCu cosdsin1mmO tuOORCU m可见，输出电压的相位比输入(shr)电压的相位领先 90 。因此，此时积分电路的作用是移相。tuIOUm 2 3图 第46页/共50页第四十七页，共50页。积分电路和微分电路2. 微分电路tRCddIOvv 根据(gnj)“虚短”，得根据(gnj)“虚断”，得0NP vv0i i因此ii 1IRsCvOv即RvvsCvvoNNI1相当于微分相当于积分，其中Ss1第47页/共50页第四十八页，共