集成运算放大电路集成运算放大电路.docVIP

第四章 集成运算放大电路 教学要求： 了解电流源的特性； 了解集成运放的性能指标。 具有根据需要合理选用集成运放电路的初步能力 前1、2个属于知识方面的要求 最后1个属于能力方面的要求 教学重点、难点分析： 教学重点是集成运放的主要参数。 教学难点是各类电流源电路的分析计算。 教具： PPT 黑板 教学过程： （一）：复习提问，引入新课： 多极放大器具有哪些耦合方式？各方式具有的特点为何？ 多极放大器的电压放大倍数，输入电阻，输出电阻怎么求？ 提问3-4位学生回答 （二）：新课教学： 一：集成运放的特点 1．直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路。 2．用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂化并不带来工艺的复杂性。 3．用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。 4．采用复合管。 利用课件进行讲解，然后总结归纳。 二、集成运放电路的组成 PPT演示此图 四个部分的作用： 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。 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（P169）。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。 功放在后面会再讲到 三、集成运放的电压传输特性 利用课件进行讲解，在图上标出线形区和非线性区 在线性区： ； 是开环差模放大倍数。 在非线性区： 举P188例，让学生加深这个概念的感性认识 ： 当时，电路工作在线形区，； 当时，电路工作在非线形区，。 学生自己做P188的思考题4.1.3 四．集成运放中的电流源 1．镜像电流源 在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。T0 和 T1 特性完全相同。 称为基准电流，为输出电流。在此电路中存在着反馈：该电流源有一定的温度补偿作用 2. 比例电流源 改变了的关系，使二者成比例关系。 与是电流负反馈电阻，与镜像电流源比较，比例电流源输出电流具有更高的温度稳定性。 3．微电流源 要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。 为超越方程(等号两边至少有一个含有未知数的初等超越函数式的方程。具有未知量的对数函数、指数函数、三角函数、反三角函数等的方程。 4. 多路电流源 基于比例电流源的多路电流源 当确定后，各级只要选择合适电阻，就可以得到所需电流。 多集电极管构成的多路电流源，当基极电流一定时，集电极电流之比等于它们的集电区面积之比。这是横向的PNP管，横向是制作工艺的问题 MOS管多路电流源，它们的开启电压等参数相等，在各级相等时，它们的漏极电流正比于沟道的宽长比。　 五、集成运放的电路分析及其性能指标 1．读图方法 （1）了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术指标。 （2）化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路。 （3）分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。 （4）统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功能和性能。 （5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路的主要参数。 2.举例 P197: F007 3.集成运放的主要性能指标 重点介绍 指标参数 F007典型值 理想值 开环差模增益 106dB ∞ 差模输入电阻 2MΩ ∞ 共模抑制比 ） 90dB ∞ 输入失调电压 使为0在输入端所加的补偿电压，此值愈小，则电路参数对称性越好 2mV 0 的温漂 几μV/℃ 0 输入失调电流 20nA 0 的温漂 几nA/℃ 0 输入级差放管的基极（栅极）偏置电流的平均值，此值越小信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就越小，通常越小，往往也就越小 最大共模输入电压 超过此值不能正常放大差模信号 ±13V 最大差模输入电压 超过此值输入级放大管击穿（当差模信号大到一定程度时，输入级至少一个PN结承受反向电压，此值为不至于使PN结反向击穿所允许的最大差模输入电压） ±30V（使用横向PNP管可达±30V，NPN型的只有几伏） -3dB带宽 使下降3dB（0.707倍）时的信号频率。引入负反馈后，可展宽频带，提高此值 7Hz ∞ 单位增益带宽 使下降到0dB（即，失去电压放大能力）时的信号频率，与晶体管的特征频率相似 对于元器件而言，特征频率是指其主要功能下降到不好使用时的一种截止频率。如，对于用作为放大的有源器件双极型晶体管以及场效应晶体管而言，特征频率就是指其电流放