第四章--电路浅析.ppt

第四章 集成运算放大电路 4·2·1 基本电流源电路 4·2·2 改进型电流源电路 4·2·3 多路电流源电路 4·2·4 以电流源为有源负载的放大电路 二、F007电路分析 4·4 集成运放的性能指标 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 高性能的直接耦合多级放大电路，简称集成运放。 4·1·1 集成运放的电路特点 (1) 级间采用直接耦合方式； 用有源器件取代电阻； (2) 相邻元件具有良好的对称性， 受环境温度和干扰 等影响后的变化也相同， 所以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)； (3) 不同形式的集成电路， 只增加元件不增加工序， 通常用复杂的电路形式来实现提高各方面性能的目的； (4) 常采用复合管 输入级 一般为差分放大电路 中间级 主放大级，多为有源负载的共射(源)电路 输出级 互补输出电路，带载能力强 偏置电路 电流源电路，为各级提供合适静态工作点 输入级 偏置电路 中间级 输出级 + ? uo uid 4.1.2 集成运放电路的组成及其各部分的作用 uP uN uo 减少温漂 4.1.3　集成运放的电压传输特性 + Aod uP uN uO 输出电压与两个输入端的电压 之间存在线性放大关系，即 线性区域： Aod为差模开环放大倍数 非线性区域： 输出电压只有两种可能： +UOM或-UOM UOM为输出电压的饱和电压。 uO uP-uN UOM -UOM 几十万倍 4.2　集成运放中的电流源电路 集成运放电路中的晶体管和场效应管除了作为放大管，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流; 或作为有源负载取代高阻值电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。 + uo – T1 Rc Rb ui1 +VCC T2 Rc Rb R3 -VEE ui2 T3 R2 R1 +VCC IR RL R Rb T3 T2 T1 IC2 IC1 uo ui + – + – 一、镜像电流源 IC2 +VCC T1 T2 R IC1 2IB IR 电路特点： 由一对特性完全相同的管子组成； 工作原理： 当β足够大时 问题： 若要求IC2更大, R的功耗增大, 应当避免; 若要求IC2更小, 则R增大, 在集成电路中不易实现; 输出电流 基准电流 二、比例电流源 IC2 +VCC T1 T2 R IC1 IB1+IB2 IR IE1 IE2 Re1 Re2 基准电流 输出电流 在比例电流源电路中, IC2与IR成比例关系, 使IC2可以大于或小于IR。 Re1、Re2是电流负反馈电阻, 使IC1、IC2具有更高的温度稳定性。 而 忽略基极电流，可得 三、微电流源 IC2 +VCC T1 T2 R IC1 IB1+IB2 IR IE1 IE2 Re 基准电流 输出电流 因为UBE1-UBE2很小, 所以IC2 也很小, 微安数量级。  要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。 一、加射极输出器的电流源 IC2 +VCC T1 T2 R IC1 IB3 IR T3 IE3 IB1 IB2 在镜像电流源T1的集电极与基 极之间加一个射极输出的晶体管 T3, 利用T3 的电流放大作用， 小对IR的分流作用， 即使β很小， 基准电流: 输出电流: 为避免T3 的电流过小而 使β3下降, 在T3 的发射极 加一电阻Re3, Re3 使IE3增大。 也可以认为IC2≈IR。 减 二、威尔逊电流源 T2管的c-e串联在T3管的发射 极, 电路的Re相同。 其作用与典型工作点稳定 因为c-e间等效电阻非常大, 可使IC3高度稳定。 基准电流: 输出电流: IE3 +VCC T1 T2 R IC1 IR T3 2IB IC3 IC2 IB3 利用一个基准电路去获得多个不同的输出电流。 IC1 +VCC T T1 R IC IR Re Re1 ΣIB IC2 T2 Re2 IC3 T3 Re3 IE1 IE IE2 IE3 输出电流： 当IR确定后， 改变各电流源射极电阻， 可获得不同比例的输出电流。 在共射(共源)放大电路中, 增大Rc (或Rd), 可以提高电压 但是会影响 用电流源电路取代Rc， 在集成运放中, 用电流源取代Rc(或Rd), 称为有源负载。 既可