中级电子设计-放大器选编.ppt

集成电路应用 模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。有许多的模拟集成电路，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。 模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。模拟集成电路设计主要是通过进行手动的电路调试，模拟而得到。与此相对应的数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言在EDA软件的控制下自动的综合产生。;1、集成运算放大器 　　集成运算放大器（简称运放）是一种高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路。它工作在放大区时，输入和输出呈线性关系，所以它又被称为线性集成电路。 　　 集成运放的组成由四部分组成： 　　 偏置电路：由恒流源电路构成，确定运放各级的静态??作点； 输入级：由差放构成，可减小零点漂移和抑制干扰； 中间级：共射放大电路，用于电压放大； 输出级：互补对称电路，降低输出电阻，提高带载能力。; 2、集成运放的性能指标 开环差模电压放大倍数Aod：它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。 最大输出电压Uop-p：它是指一定电压下，集成运放的最大不失真输出电压的峰--峰值。 差模输入电阻rid ：它的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号源索取电流的大小。要求它愈大愈好。 输出电阻ro ：它的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力。 　 共模抑制比CMRR：它放映了集成运放对共模输入信号的抑制能力，其定义同差动放大电路。CMRR越大越好。;根据分析时理想运放的条件 ，得出两个重要结论： 　　　虚短路：V+=V-； 虚开路：Ii=0 注意在实际运算放大器的分析计算中，也采用这两个条件分析。;3、反相输入放大器 　　反相比例运算放大器电路输出电压与输入电压间的关系： 　　 VO= -（RF/F1）*Vi 闭环放大倍数： AF = AV*F = VO/Vi = -RF/R1 RF=R1时，放大器仅起反相作用，又称反相器。运放正端有接入平衡电阻Rp，其目的是为了保持反相比例运算放大器电路的结构对称，因此运放的两个输入电路的电阻必须相等。 平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等): RP=R1//RF。;反向输入放大器模型;4、同相输入放大器 　　同相比例运算放大器电路 ，在理想条件下，Vo与Vi的关系是： 　　 Vo=（1+Rf/R1）*Vi 　　　输入信号Vi经平衡电阻Rp送到运放的同相输入端，反馈通过Rf送回到反相输入端以实现负反馈，若把差模输入电压看成是净输入电压，则反馈电压Vf加在R1两端。同相输入放大器实质上是一个电压取样电压求和的深负反馈电路。;5、跟随器;6、差动放大器 差动放大电路又叫差分电路，能有效地放大交流信号，而且能有效地减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移。常被用作多级放大器的前置级。 ;7、减法电路（该电路也称为差分电路） 　　从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。 根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：;8、仪用放大器（高共模抑制比、高输入电阻测量放大器） 由三运放组成性能优越的测量放大器，A1和A2组成双端输入/双端输出差动放大，由于信号从二个同相端输入，使输入阻抗高达10M 以上。第二级又采用差动输入，在运放参数和R3、R4严格对称时，电路具有很高的共模抑制能力和低温漂。;9、求和电路（加法电路） ;10、积分电路;11、微分电路;12、比较器 比较器是将两个相差不是很小的电压进行比较的系统。最简单的比较器就是运算放大器。 运算放大器在有深度负反馈的条件下，会在线性区工作，有着增益很大的放大特性，在计算时往往认为它放大的倍数是无穷大。而在没有反馈的条件下，运算放大器在线性区的输入动态范围很小，即两个输入电压有一定差距就会使运算放大器达到饱和。如果同相端电压较大，则输出最大电压，一般是+12V；如果反相端电压较大，则输出最小电压，一般是-12V。这样，就实现了电压比较功能 注意：在真正的电压