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集成电路的工艺特点: (1)元器件具有良好的一致性和同向偏差,因而特别有利于实现需要对称结构的电路。 (2)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。 (3)不易制造大电阻。需要大电阻时,往往使用有源负载。 (4)只能制作几十pF以下的小电容。因此,集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容,只有外接。 (5)不能制造电感,如需电感,也只能外接。 二、集成运放的基本组成单元 输入级的作用:提供与输出端成同相和反相关系的两个输入端,对其要求是温度漂移要尽可能地小。 中间级:主要完成电压放大。 输出级:向负载提供一定的功率,属于功率放大。 偏置电路:向各级提供稳定的静态工作电流。 辅助环节:电平偏移电路、调零电路、过流保护电路。 多极放大电路Multistage amplifier 一、概述 三种耦合方式的特点 1.阻容耦合 1)各级Q独立 2)选择较大的耦合电容可以不衰减传递的信号。 3)不适于放大缓慢变化和直流信号 4)不易集成 2 .直接耦合 1)可放大交、直流信号 2)便于集成 3)Q不独立 4)有零点漂移和电平偏移现象 3 .变压器耦合transformer-coupled 1)各级Q独立 2)利用变压器原边、次边不同的变化,提高放大作用和输出功率 3)不能反映缓慢变化和直流信号,对高、低频信号产生附加相移。 4)不易集成、笨重 将此结果推广到n级: 2.输入、输出电阻 ri=ri1 ro=ron 6.1 集成运算放大器中的电流源 三极管基本电流源 用普通的三极管接成电流负反馈电路,即可构成一个基本的电流源电路。分压偏置基本放大电路就具有这一功能,其电路如图所示。 电路优点 结构简单,并具有一定的温度补偿作用。 缺点: 1.受VCC影响大,当VCC变化时,IC2几乎同样随之变,不适应电源电压在大幅度变动下运行。 2.要求小电流时,如微安级,要求R大。 3.电流源输出电阻不够大。 4.当?值不够大时,IC2与IRFE相差大。 MOS管多路电流源 镜像电流源 比例电流源 微电流源 加射极输出器的电流源 威尔逊电流源 基于比例电流源的多路电流源 产生零漂的原因: 差动放大电路 要求:两边电路参数完全对称,两管的温度特性也完全对称,信号由两管的基极输入,两个集电极取出。 1.共模信号及共模电压放大倍数 2.差模信号及差模电压放大倍数 差模信号:大小相等,极性相反的信号uid。 共模抑制比common mode rejection ratio 共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。 存在问题: 1)电路难以绝对对称,所以还有零漂。 2)单边没有抑制零漂的措施,所以,当温度变化范围很大时,三极管可能饱和或截止,失去放大作用。 3)不适合单端输出。 二.长尾式差动放大电路 1. 差动放大电路一般有两个输入端: 双端输入——从两输入端同时加信号。 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 1.电路组成 接入Re作用:共模负反馈,对uid没有负反馈作用。 共模抑制比 共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。 三. 带恒流源的差动放大电路 根据共模抑制比公式: 2.FET差分式放大电路 BJT差分式放大电路对共模输入信号有相当强的抑制能力,但它的差模输入阻抗低。高输入阻抗模拟集成电路中,常采用输入阻抗高,输入偏置电流很小的FET差分式放大电路。如图,带恒流源的JFET单入、单出电路。Ri可达1012?,输入偏置电流100pA。 3.NMOSFET差分式放大电路 3.差分式放大电路的传输特性P241 8.开环差模电压放大倍数 Aod : 6.5集成运放应用基础 一、低频等效电路 2.工作在非线性区的特点 UO≠ Aod (U+-U-) ∵Aod很大,只要ΔUid 很小,UO就超出线性范围, 或达到正向饱和电压UOPP(+) 或达到负向饱和电压UOPP(-)。 ⑴∵U+U-,(U+-U-)0时,Uo=Uom (UOH) U+U-,(U+-U-)0时, Uo=-Uom (UOL) ⑵ I+=I-=0即理想运放输入电流=0 (∴rid=0仍成立) Re大,反馈效果好,但其上的直流压降会使输出电压的变化范围变小。 VEE:补偿Re上的直流压降. 长尾式,Re越大,抑制零漂能力越强。但Re大为得到同样的工作电流所需要的VEE值也越高,不经济。解决办法:用T代替原来的Re。 ,或 双端输出时KCMR可认为等于无穷大,单端输出时共模抑制比 可以看出:加大Re,可以提高共模抑制比。为此可用恒流源T3来代替Re 。 恒流源相当于阻值很
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