第4章集成运算放大器

1、4.1.1 集成电路中元器件的特点集成电路中元器件的特点偏置电路偏置电路为各级电路提供直流偏置电流，并使整个运放的静态工作点稳定且功耗较小，一般是由各种类型的恒流源电路组成。输入级输入级提供与输出同相和反向的两个输入端，并具有较高的输入电阻和抑制零漂的能力，因而采用差分放大电路。中间级中间级承担整个运放的电压放大，要具有很高的电压增益，因而采用复合晶体管共射级放大电路和有源负载电路来提高放大能力。输出级输出级要为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电阻和较大的动态范围，因而采用互补推挽电路。为防止输出短路还增加有保护电路。4.2.1 典型差分放大电路（1 1）结构）结构特点：结构对称。特点

2、：结构对称。1、电路的组成及抑制零漂的原理ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB（2） 抑制零漂的原理抑制零漂的原理uo= UC1 - UC2 = 0uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0当当 ui1 = ui2 =0 时：时：当温度变化时：当温度变化时：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2（3） 共模电压放大倍数共模电压放大倍数AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模输入信号：共模输入信号： ui1 = ui2 = uC （大小相等，极性相同）（大小相等，极性相同）理想情况：理想情况：ui1 = ui2 u

3、C1 = uC2 uo= 0 共模电压放大倍数：共模电压放大倍数：（很小，（很小，1)设设uC1 =UC1 + uC1 ， uC2 =UC2 + uC2 。因因ui1 = -ui2， uC1 =- uC2 uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 = 2 uC1 差模电压放大倍数：差模电压放大倍数：1212ioiioCuuuuuA+UCC（5）共模抑制比）共模抑制比(CMRR)的定义的定义例例: Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR =KCMRR (dB) =(

4、分贝分贝)cdAAcdAAlog202、长尾式差分放大电路（1）长尾式差分放大电路Re的作用 长尾电阻Re的作用是引入共模负反馈。即Re对共模信号有负反馈作用，而对差模信号没有负反馈作用。对于共模信号：uic ic ie ue ube ic 从而限制了ic的升高。对于差模信号：流过Re的电流总量保持不变。（2）长尾式差分放大电路静态分析 当输入电压为零时，画出单边的直流等效电路如图所示。 直流有两种画法。02EEEEBEQBBVRIURIEBBEQEEBRRUVI)1 (2BCII)2(ECCEECCCERRIVVU（3）长尾式差分放大电路动态分析两个等效 （1）长尾电阻Re对差模信号不起作用

5、，所以可以视为短路。（2）负载电阻在1/2RL处短路。beBLCudrRRRA21/)(2beBidrRRCORR2（4）差分放大电路输入输出接法4.2.2 恒流源式式差分放大电路（1）由来：长尾式差分放大电路中，长尾电阻Re愈大，则共模负反馈作用就愈强，抑制零漂的效果愈好。但Re愈大，为得到同样的工作电流所需要的负电源VEE的值就愈大。 利用三极管c、e之间的电阻来代替Re，可以在增加Re的情况下，VEE不至于太高。p123 rce3 1M 恒流源恒流源T3 :放大区放大区333cceceIUruCEIB3iCUCE3IC3Q UCE3（2）电路组成RRuoui1RCT1RBRCT2RBib

6、2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEE静态分析：主要分析静态分析：主要分析T3管。管。VB3VE3 IE3 IC3动态分析：和长尾式完全一样4.2.3 电流源电路 电流源电路不仅输出电流比较稳定，而且具有较大的交流等效电阻，在集成电路中，常常用它给放大电路提供稳定的偏置电流或作为有源负载。 这里主要分析：电流镜电路，比例电流源，微电流源三种。1、 电流镜电路（镜像电流源）RUUIIBECCRC2 我们称IR为基准电流，而将IC2作为输出电流，供给其它放大级。 IC2 与IR 成为一种镜像关系，故称其为镜像电流源。2、 比例电流源REECECERIRRIRIRI2122213、 微电流源ecCCTRIIIU221ln 只需阻值不大的Re便可获得微小的工作电流IC2，故称之为微电流源4.2.4 复合管（1）复合管的类型与前级三极管的类型相同。（2）复合管的值为12.（3）由相同类型组成