模电chapter5.pptVIP

主要内容链接 6.5 集成电路运算放大器 1. 集成电路的工艺特点 2. 集成运放的组成 3. 集成运放的符号 4. 集成运放外观形式 5. 一个简单运放的原理电路 6. 集成运放的主要参数 7. 集成运放的分类 6.5 集成电路运算放大器（教材6.3 ~ 6.4节内容） 集成电路运算放大器是利用半导体集成工艺制作在一块硅片上的具有高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，由于它可用于信号运算，故称为集成电路运算放大器，简称集成运放或运放。 1. 集成电路的工艺特点 电路中的元器件采用相同的工艺制作在同一块半导体材料上，因此器件参数比较一致，对称性和温度均一性都很好。 集成电路中的电阻采用半导体的体电阻构成，大电阻多用有源负载(恒流源)代替；二极管用三极管的发射结构成；电容常用PN结结电容构成(比较小)；电感不易制造，所以多级电路均采用直接耦合。 为了减低工艺的复杂度，集成电路中元件种类要少，并尽量采用单一管型。 集成电路中多采用复合管和共射－共基、共集－共基等组合电路。 2. 集成运放的组成 输入级：多采用带恒流源的长尾差放电路，作用是抑制零漂，有一定的放大倍数，有较高的输入电阻，提供两个输入端。 2. 集成运放的组成 中间级：多采用带有源负载的共射极放大电路或复合管共射电路，作用是提供足够高的电压放大倍数。 2. 集成运放的组成 输出级：多采用射极输出器或OCL互补功率放大电路，作用是输出电阻小，提高带负载能力。 2. 集成运放的组成 偏置电路：由各种恒流源电路构成，作用是给各级提供偏流或作有源负载。 3. 集成运放的符号 反相输入端N(－)：该端输入信号的极性和输出信号相反 同相输入端P(＋)：该端输入信号的极性和输出信号相同 输出端O 5?V -7?V 8?V 双端输入 反相端输入 8?V 同相端输入 5?V -7?V 双端输入 5mV -7mV 双端输入 4. 集成运放外观形式 双列直插式 圆壳式 扁平式 5. 一个简单运放的原理电路 6. 集成运放的主要参数 (1) 静态参数 (a) 输入失调电压VIO(input offset voltage) 输入电压为零时，将输出电压除以电压增益并取相反数，即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。±(1～10)mV，越小越好. 6. 集成运放的主要参数 (1) 静态参数 (b) 输入偏置电流IIB (input bias current) 输入电压为零时，运放两个输入端静态偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。 10nA～1?A，越小越好。 (c) 输入失调电流 IIO (input offset current) 在输入电压为零时，运放两个输入端静态偏置电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。 1nA～0.1?A，越小越好。 (d) 输入失调电压温漂? VIO/ ?T 在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值，是衡量电路温漂的重要指标。 ±(10～20) ? V/℃，越小越好。 (e) 输入失调电流温漂? IIO/ ?T 在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值，是衡量电路温漂的重要指标。 几个pA/℃，越小越好。 (f) 最大差模输入电压Vidmax(maximum differential mode input voltage) 运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压值，差分管的发射结将出现反向击穿。平面工艺的BJT ±5 V，横向BJT ±30V以上，越大越好。 (g) 最大共模输入电压Vicmax(maximum common mode input voltage) 运放两输入端能承受的最大共模输入电压，超过此电压值，差分管将出现饱和，共模抑制比明显下降。 ±13V，越大越好。 (h) 最大输出电流Iomax(maximum output current) 运放所能输出的正向或负向的峰值电流。 (2) 动态参数 (a) 开环差模电压增益AVO(open loop voltage gain) 运放在无反馈情况下的直流差模电压增益。 (b) 开环带宽BW(fH) 开环带宽BW又称－3dB带宽，是指开环差模电压增益AVO下降3dB时的fH。 (c) 单位增益带宽BWG(fT) 开环差模电压增益AVO＝1＝0dB时的频率fT。 示意图 (d) 转换速率SR