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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 4.3　集成运放电路简介 4.5　集成运放的种类及选择 4.4　集成运放的指标及低频等效电路 4.6　集成运放的使用 本章重点和考点： 1.集成电路的特点。 2.偏置电路（电流源）的作用、分类及计算。 3.理想集成运算放大电路（IC）的性能指标。 本章讨论的问题： 1.什么是集成运算放大电路？将分立元件直接耦合放　大电路做在一个硅片上就是集成运放吗？集成运　放电路结构有什么特点？ 2.集成运放由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 3.如何设置集成运放中各级放大电路的静态工作点？ 4.集成运放的电压传输特性有什么特点？ 5.如何评价集成运放的性能？有哪些主要指标？ 6.集成运放有哪些类型？如何选择？使用时应注意哪　些问题？ 4.1　集成运算放大电路概述 集成电路简称 IC (Integrated Circuit) 集成电路按其功能分 数字集成电路 模拟集成电路 模拟集成电路类型 集成运算放大器；集成功率放大器；集成高频放大器；集成中频放大器；集成比较器；集成乘法器；集成稳压器；集成数/模或模/数转换器等。 集成电路的外形 　集成电路的外形 4.1.1　集成运放的电路结构特点 一. 对称性好，适用于构成差分放大电路。 　　二. 集成电路中的电阻阻值范围一般在几十欧到几十千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。 　　三. 在芯片上制作三极管比较方便，常常用三极管代替电阻(特别是大电阻)。 　　四. 在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电路通常采用直接耦合电路方式。 　　五. 集成电路中的 NPN 、 PNP管的 ? 值差别较大，通常 PNP 的 ? ≤ 10 。常采用复合管的形式。 一、输入级 差分电路，大大减少温漂。 二、中间级 采用有源负载的共发射极电路，增益大。 三、输出级 互补对称 电路，带负载能力强 四、偏置电路 电流源电路，为各级提供合适的静态工作点。 4.1.2　集成运放电路的组成及其各部分的作用 实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。 图 4.1.1　集成运算的基本组成 4.1.3　集成运放的电压传输特性 图 4.1.2　集成运放的符号和电压传输特性 uO=　f(uP-uN) 集成运放的两个输入端分别为同相输入端uP和反相输入端uN。 电压传输特性： 输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即 集成运放的工作区域 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的情况： +UOM或-UOM （UOM为输出电压的饱和电压） 复习： 1.集成运放的电路结构特点？ 2.集成运放的组成部分？ 输入级常用什么结构？ 输出级常用什么结构？ 3.集成运放的二个工作区域？各自特点？ 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外，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。 4.2.1　基本电流源电路 一、镜像电流源 (电流镜 Current Mirror) 基准电流 　　由于 UBE1 = UBE2，T1与 　　T2 参数基本相同，则 IB1 = IB2 = IB；IC1 = IC2 = IC 所以 当满足 ? 2 时，则 图 4.2.1 二、比例电流源 由图可得 UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 由于 UBE1 ? UBE2 ，则 忽略基极电流，可得 　　两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。 图 4.2.2　比例电流源 三、微电流源 在镜像电流源的基础上接入电阻 Re。 引入Re使 UBE2 UBE1，且 IC2 IC1 ，即在 Re 值不大的情况下，得到一个比较小的输出电流 IC2 。 图 4.2.3 微电流源 基本关系 因二极管方程 若 IC1和 IC2 已知，可求出 Re。 图 4.2.3　微电流源 4.2.2 改进型电流源电路 问题：基本电流源电路在?很小时， IR和 IC2相差很大。 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，可对基本电流源电路进行改进。 一、加射极输出器 的电流源 由于增加了T3，使IC2更加接近IREF（如何证明） 缺点： 1. 受电源波动影响大； 2.电流最低至mA级。 　IC2=IC1=IREF-IB3 　=IREF-IE3/(β+1) 如β＝10　 IC2=0.982 IREF 增加电阻Re2　目的是使IE3增大。 图4.2.4加射极输出器的电流源 二、威尔逊电流源 T1管的c