清华模电4牛章集成运算放大电路.ppt

4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源电路 4.3 集成运放电路简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路 4.5 集成运放的种类及选择 4.6 集成运放的使用 4.1 集成运算放大电路概述 集成运放的特点： 1 采用直接耦合方式(硅片上不能制作大电容) 2 大量采用差放电路(作输入级)和恒流源电路(作偏置电路或有源负载)。 3 允许采用复杂的电路形式提高性能 4 常用有源元件取代电阻(硅片上不宜制作高阻值电阻) 5 采用晶体管和场效应管的复合形式以得到各方面性能俱佳的效果。 4.1.2 集成运放电路组成及各部分的作用 4.1.3 集成运放的符号和电压传输特性 4.2 集成运放中的电流源电路 基本电流源： 镜像电流源 比例电流源 微电流源 改进型电流源电路： 加射极输出器的电流源 威尔逊电流 镜像电流源 Ic1与Ic0成镜像关系 加射极输出器的电流源 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路 4.输入失调电压UIO 输入电压为零时，在输入端所加的补偿电压。是表征运放 内部电路对称性的指标。值越小，对称性越好。 最大差模输入电压UIdmax 使PN结不发生反向击穿所允许的最大差模电压，大于此值，输入级将损坏。 集成运放的低频等效电路 4.5 集成运放的种类及选择 按供电方式：双电源供电、单电源供电 按集成度分：单运放、双运放、四运放 按制造工艺：双极型、CMOS型和BiMOS型 按工作原理分类： 1 电压放大型：F007、F324、C14573等 2 电流放大型：LM3900 F1900 3 跨导型：将输入电压转化为输出电流 LM3080 F3080 4 互阻型：将输入电流转化为输出电压 AD8009 AD8011 4.6 集成运放的使用 1 外引线(管脚)：集成运放有金属壳封装和双列直插式封装，使用前需查手册，认清各管脚，正确连线。管脚编号一般逆时针排列。 2 参数测量：用简易测试法判断其好坏，对管脚测试有无短路、断路。(用万用表) 3 调零或调整偏置电压：由于失调电压的存在，输入为零时输出往往不为零，对内部无自动稳零措施的运放需外加调零电路；对单电源供电的运放，还需在输入加直流偏置电压，设置合适的静态输出电压，以便能放大正负两个方向的变化信号。 4 消除自激振荡。加电容 5 必要的保护措施： 内部都有补偿电容、部分产品内部有稳零措施。 输入保护措施 输出保护电路 本章小结 3．集成运放的主要品种是BJT集成运放、FET集成运放 以及由这两种工艺结合而得到的BiMOS和BiCMOS集成 运放。集成运放的参数有几十个之多，正确掌握了它的 主要参数的物理意义，才能在使用中恰当地选择元器件。 4．除了通用集成运放以外，还有大量特殊类型的运放。 5．集成运放是模拟集成电路的典型组件。在实际的电路 分析中，应掌握其电压传输特性。并根据不同的使用情 况选择不同的运放模型。 * * 第 4 章 集成运算放大电路 集成运算放大电路是以半导体单晶硅为芯片，采用专门制造工艺将晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容等元件及它们的连线组成的完整电路制作在一起，使之具有特定功能。最初用于模拟信号运算如比例，求和等，简称集成运放。 集成运放：电压增益高 输入电阻大 输出电阻小 输入级：一般是双端输入的差分放大电路，它的好坏直接影响集成运放的性能参数(如输入电阻、共模抑制比等)。一般要求输入电阻大、差模放大倍数高，抑制共模信号能力强。 中间级：主要是放大作用，多采用共射或共源放大电路，经常用复合管做放大管，以恒流源作集电极负载，Au可达千倍以上。 输出级：应具有输出电阻小、输出电压线性范围宽，非线性失真小等特点。多采用互补对称输出电路。 偏置电路：用于设置各级放大电路的静态工作点，采用电流源电路 uo=Aod(uP-uN) 差模开环放大倍数Aod，通常非常高可达几十万倍。对理想运放：Aod→∞ Rid →∞ Ro=0 线性区 非线性区 从外部看，可认为集成运放是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、能较好抑制温漂的差分放大电路。 电流源电路可以为各级提供合适的静态电流，或作为有源负载，提高放大电路的放大能力。 当R和VCC确定时， IC1也就随