集成运算放大器及其应用第4章

1、1. 元器件参数的一致性和对称性好（第一级差放）；元器件参数的一致性和对称性好（第一级差放）；2. 多采用直接耦合；多采用直接耦合；3. 电阻的阻值受到限制，大电阻常用电阻的阻值受到限制，大电阻常用三极管恒流源三极管恒流源代替；代替；4. 电容的容量受到限制，电感不能集成，故大电容、电感电容的容量受到限制，电感不能集成，故大电容、电感 和变压器均需外接。和变压器均需外接。集成电路就是采用一定的制造工艺，将晶体管、场效应管、二极集成电路就是采用一定的制造工艺，将晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容等许多元件组成的具有完整功能的电路制作在同管、电阻、电容等许多元件组成的具有完整功能的电路制作在同一

2、块半导体基片上，然后加以封装所构成的半导体器件。由于其一块半导体基片上，然后加以封装所构成的半导体器件。由于其集成度高、体积小、功能强、功耗低、外部连线及焊点少，从而集成度高、体积小、功能强、功耗低、外部连线及焊点少，从而大大提高了电子设备的可靠性和灵活性，实现了元件、电路与系大大提高了电子设备的可靠性和灵活性，实现了元件、电路与系统的紧密结合。集成电路最初多用于各种模拟信号的运算上，故统的紧密结合。集成电路最初多用于各种模拟信号的运算上，故被称为被称为集成运算放大电路集成运算放大电路。归纳起来其有如下特点：。归纳起来其有如下特点：uiuou4.1.2 集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号

3、输出端输出端反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端u+uouiupuN uo= f ( ui ) , 其中其中 ui = uP uN +uiupuNuo电压传输特性电压传输特性非线性区：非线性区：oOMuU 线性区：线性区：()oodiodPNuA uAuuUOMUOMuiuO00odA差模开环电压放大倍数差模开环电压放大倍数Aod: 线性区的斜率线性区的斜率1.最大输出电压最大输出电压UOM；2.开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数Aod;3.差模输入电阻差模输入电阻rid；4.输出电阻输出电阻ro ；5.共模抑制比共模抑制比KCRM；除上述主要技术指标外，还有许多其他指标。除上述主要

4、技术指标外，还有许多其他指标。1. Aod= ；2.rid= ；3.ro=0;4.KCRM = ；5.UIo及温漂及温漂、IIo及温漂及温漂、IIB均为零。均为零。理想理想UOMUOMUOMUOM实际运放实际运放理想运放理想运放 uo= f ( ui ) , 其中其中 ui = uP uN u0ui0uiu00第第3 3章章 3 3 2 2+uiupuNuo 集成运放的内部电路结构框图集成运放的内部电路结构框图输入级输入级 差分放大器差分放大器输出级输出级 射极输出器或互补对称功率放大器射极输出器或互补对称功率放大器中间级中间级 电压放大器电压放大器(复合管复合管CE)偏置电路偏置电路 由各种

5、恒流源电路组成由各种恒流源电路组成uPuNuo提供偏置电路提供偏置电路做有源负载做有源负载在在CE中代替中代替RC在差放中代替在差放中代替RC和和Re镜像电流源镜像电流源0110.722CCRcBcBVIRIIIIIc1IR01BEBEUU01BBII忽略忽略工作在放大区和工作在放大区和饱和区临界线上饱和区临界线上恒流源恒流源特性曲线特性曲线提供偏置电路提供偏置电路在在CE中代替中代替RCuiT1RbRT2T3uoUorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2Rrbe2 Ib2 2rbe3 Ib3 3E2B2B3C3E3Uorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2Rrbe2

6、Ib2 2rbe3 Ib3 3E2B2B3C3E330bI恒流源恒流源230bbII3233332(/)(2)0bbebebbIrrIIRUorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2Rrbe2 rbe3 E2B2B3C3E3Uorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2Rrbe2 rbe3 E2B2B3C3E3RRLUorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2Rrbe2 Ib2 2rbe3 Ib3 3E2B2B3C3E3rce1 rce2 rce3 230bbIIUorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2Rrbe2 rbe3 E2B2B3C3E3rce1

7、 rce2 rce3 Uorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1C2E2rce1 rce2 C2Uorbe1 Ib1Ib1 1UiRbB1C1E1E2rce1 rce2 RL有源负载在有源负载在CE中代替中代替RC,即用即用rce1/rce2代替代替RC,提高了提高了电压放大倍数电压放大倍数在差放中代替在差放中代替RC和和Re代替代替Re，抑制共模干扰，抑制共模干扰效果好，效果好，KCMR大。大。代替代替Rc1、 Rc2 ，提高差模放大量。提高差模放大量。且：单出且：单出Ad双出双出AdT1T2+VCC VEEUoIERLT3T41BQI2BQI1CQI2CQI4CQI3CQI32BQ

8、IOI12BQBQII12CQCQII31CQCQII43CQCQII4231110OCQCQCQCQCQCQIIIIIII0OOLUI R以前以前T2单单端输出端输出20OCQUUT1T2+VCC VEEuoIERL12uid12uidT3T41Bi2Bi1Ci2Ci4Ci3Ci32BiOi12BBii 12CCii 31CCii 43CCii 42311112OCCCCCCCiiiiiiii 12OOLCLui Ri R 1112idBbeui r 1111122OCLLdidBbebeui RRAui rr RC/ RLRB+rbeAd=12以前以前T2单单端输出端输出作业：作业：4.7

9、,4.8,4.9,uo上全接负载上全接负载求求Q点点,dcidodCMRAARRK1R3R+VCC-VEEouidu-bRbRcRcRLR2R+-ouT1T3T2T4T51R3R+VCC-VEEoubRbRcRcRLR2R+-OUT1T3T2T4T55EQI2530.7REQUIR2212EERR VURR1R3R+VCC-VEEouidu-bRbRcRcRLR2R+-ouT1T3T2T4T513d(/)2ALCbbeRRRr 113(1)bebeberrrcA0CMRK 2idbbeRRr2odcRR图4.3.5 C14573电路图几级放大几级放大? 每一级的作用每一级的作用?恒流源的电流多

10、少恒流源的电流多少?Q点分析点分析?T7 的的D,S反了反了GSGSDDDSSDQDDUVVVVVIRV 转移特性转移特性图4.3.6 C14573的放大电路部分求求/,odOiidoAuurr 图4.3.4 F324的简化电路原理图求求/,odOiidoAuurr + VCC-VCCLR+-ou1 iu2iu求求Q点点,12,oidodciiuARRAuuRET1T2FET1FET2FET3FET4+ VCC-VCCLR+-RET1T2FET1FET2FET3FET4OU112(1)0.7BQESGCCIRUV1BQI1DQI11DQBQII转移特性转移特性+ VCC-VCCLR+-ou1

11、iu2iuRET1T2FET1FET2FET3FET41ei1bi1di1ci2ci3di4dioi42odciii311112dcccbiiiii12ooLmgsLui Rg uR1111igsbbeuui r111111gsdbegsmgsbeui rug ur1122dmgsig u121121oomLdiiim beuug RAuuug ridR 24/odcedsRrr例: 求静态工作点和差模增益,差模输入电阻, 输出电阻iu3R1R1R3REECE5R8R6R+-+-ou+-8R1R3REECE5R8R6R+-T1T2T3T4111150.72(1)BQBQEIRIRE11133(

12、)/BQccBQIEVRI1BQI3BQI13362(1)0.7ccBQVEIROU3R1R8R1R3REECE5R8R6R+-+-ou+-iu232ibeRr213111/2idbeRRARr T1T2T3T4382312dbeRAr12dddAA A3R1R8R112()idbeRRr8oRRCR+-1RDRDR1R2RER2RGRSRGRLR1C2C3CIdV3T4T+-odV2T1TCR例: 求静态工作点和差模增益,差模输入电阻, 输出电阻+VCC-VEE22iGRR2111/2iCdbeRRAr 231/2dmDLAgRR12dddAA ACR+-1RDRDR1R2RER2RGRSRGRLR1C2C3CIdV3T4T+-odV2T1TCR+VCC-VEE1212(/)idbeRRRroDRR作业作业