青岛科技大学数电陈爽集成运放放大电路剖析.ppt

第四章 集成运算放大电路 4.1 集成运算放大电路概述 4.1.3 集成运放的电压传输特性 图4.2.5 威尔逊电流源 图4.2.6 基于比例电流源的多路电流源 图4.2.7 多集电极管构成的多路电流源 图4.2.9 F007中的电流源电路 4.3 集成运放电路简介 图4.3.2 F007电路中的放大电路部分 图4.3.3 F324电路原理图 图4.3.4 F324的简化电路原理图 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路 模 拟 电 子 技 术 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* 第四章 集成运算放大电路 主要讲述： 集成运放的结构特点、电路组成、主要性能指标、种类及使用方法等。 重点掌握：电路组成及其各部分的作用； 正确理解：主要参数的物理意义及使用注意事项； 熟悉：各种电流源的工作原理和作用； 了解：通用集成运放的内部电路及其工作原理。 Home 内容简介 4.1.1 集成运放的电路结构特点 一、由于硅片上不能制作大电容，集成运放均采用直接耦合方式。 集成运算放大器：简称运放，一种高放大倍数的线性（直接耦合集成）电路。 二、相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，大量采用各种差分放大电路(作输入级)和恒流源电路(作偏置电路或有源负载)。 4.1.1 集成运放的电路结构特点 三、集成运放允许采用复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。 四、常用有源元件(晶体管或场效应管)取代电阻。 五、集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式，以得到各方面性能俱佳的效果。 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。 偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。 几代产品中输入级的变化最大！ 4.1.2 集成运放电路的组成及其各部分的作用 两个 输入端 一个 输出端 若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。 图4.1.2 集成运放的符号和电压传输特性 +VCC –VEE 同相端输入电压 反相端输入电压 uid = uP – Un 差模输入电压 uo = Aud(up – uN) (4-1-2) +VCC –VEE 线性放大区 +UOM -UOM 非线性饱和区 例如： Aud = 5x105, ±UOM = ± 14V时。 Aud —差模开环电压放大倍数，几十万倍， 线性区非常窄。 up – uN= uo/Aod=14/ 5x105=28(uV) 当 β＞＞2 时，输出电流： 电阻R中的电流为基准电流，其表达式为： 4.2 集成运放中的电流源电路 一、镜像电流源 IC1的电流值将保持不变。 电流源的作用：1.提供合适的静态电流； 2.作有源负载电阻取代大电阻 IC0 =IC1 镜像电流源具有温度补偿的作用。 二、比例电流源 （4.2.6） IC1 和 IR 呈比例关系 （4.2.5） 图4.2.3 微电流源 三、微电流源 （4.2.8） （4.2.9） （4.2.7） 为了减小基极电流的影响，提高输出电流与基准电流的传输精度，稳定输出电流，可对基本镜像电流源电路加以改进。 4.2.2 改进型电流源电路 一、加射极输出器的电流源 利用T2管的电流放大作用，减小了基极电流IB0和IB1对基准电流IR的分流。 若：β=10，则：IC1≈0.982 IR。 在β很小时也可认为IC1≈IR。 二、威尔逊电流源 T1管的c-e串联在T2管的发射极，起Re的作用。 在β很小时也可认为： IC2≈IR IC2受基极电流影响很小。 4.2.3 多路电流源电路 微电流源 镜像电流源 [例4.2.1] 4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路 一、有源负载共射放大电路 有源负载 图4.2.11 有源负载差分放大电路 二、有源负载差分放大电路 4.4.1 集成运放的主要性能指标 集成运放的性能参数： (1) 开环差模增益Aod ：在集成运放无外加反馈时的差模放大倍数称为开环差模增益，记作Aod。 Aod=ΔuO／Δ(uP—uN)，常用分贝(dB)表示 其分贝数为 20 lg| Aod | 。 通用型集成运放的 Aod 通常在105