《模拟电子技术教学资料》第04章 集成运算放大电路.pptVIP

* 第四章 集成运算放大电路 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 重点掌握内容： （1） 电流源的工作原理及其单元电路； （2） 集成运放的组成及特点。 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级运算放大器。 集成电路的工艺特点： （1）因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。 （2）为克服温度漂移，输入级采用差动电路。 （3）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。 （4）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。 什么是集成运算放大器？ §4.1.1 集成运放的电路结构特点 4.1.2 集成运放电路的组成及各部分的作用 一. 集成运放的总体结构 对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMR , 输入阻抗 Ri 尽可能大。 对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。 对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io 。即输出阻抗 Ro小。 集成运放的结构 （1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。 （2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。 （3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。 ＋ － u-－ u+ uo 4.1.3集成运放的电压传输特性 国际符号： 国内符号： 集成运放的特点： 电压增益高 输入电阻大 输出电阻小 同相输入端 反相输入端 输出端 集成运放的两种工作状态 1. 运放的电压传输特性： 设：输出电压±Uom=±10V。 运放的Aod=104 │Ui│≤1mV时，运放处于线性区。 Aod越大，线性区越小， 当Aod →∞时，线性区→0 0 uo ui +10V -10V +Uom -Uom -1mV +1mV 线性区 非线性区 非线性区 +10V -10V +Uom -Uom 0 uo ui 2.理想运算放大器： 开环电压放大倍数 Aod=∞ 差模输入电阻 Rid=∞ 输出电阻 Ro=0 为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈： 理想运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！ 运放工作在线性区的分析方法： 虚短（u+=u-） 虚断（ii+=ii-=0） 3. 线性区 4. 非线性区（正、负饱和状态） 运放工作在非线性区的条件： 电路开环工作或引入正反馈！ +10V -10V +Uom -Uom 0 uo ui 1. 镜像电流源 基准电流： 无论T2的负载如何变化， IC2的电流值将保持不变。 4.2 集成运放中的电流源电路 一 . 电流源电路 2. 微电流源 3. 多路电流源 例4.2.1 二 . 有源负载 4. 3 集成运放电路简介F007 偏置电路 中间级 输出级 输入级 §4.4 集成运放的主要性能指标 1、开环差模电压放大倍数Aod 无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105 ? 107之间。理想运放的Aod为?。 2、共模抑制比KCMR 常用分贝作单位，一般100dB以上。 3、差模输入电阻rid ri1M?, 有的可达100M?以上。 4、输出电阻ro ro =几?-几十?。 5、输入失调电压UIO 输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，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。 6、输入失调电流 IIO ： 在零输入时，差分输入级的差分管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。 7、－3dB带宽 f H ： 运放的差模电压放大倍数在高频段下降3dB所定义的带宽 f H 。 集成运放的保护措施： 一、输入保护 二、输出保护 + - - + 三、电源端保护 1．差动放大器既能放大直流信号，又能放大交流信号。它对差模信号有很强的放大能力，对共模信号有很强的抑制能力。因此，运算放大器都使用差动放大器作为输入级。 2．电流源电路是构成运放的基本单元电路，其特点是直流电阻小，而交流电阻很大。电流源电路既可以为电路提供偏置电流，又可以作为放大器的有源负载使用。 3．集成运放是一个高增益、直耦的多级放大器。主要品种有BJT集成运放、FET集成运放、BiMOS集成运放等。本章以BJT集成运放F007为例，介绍了集成运放的结构特点及主要参数。 本章小结 * * *