模拟电子技术第五版 第五章模拟集成电路及运算放大器的应用.ppt

第五章 模拟集成电路及运算放大器的应用 5.6.1 集成电路运算放大器 5.6.2 理想运算放大器 5.6.3 基本线性运放电路 5.6.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用 5.6.1 集成电路运算放大器 1. 集成电路运算放大器的内部组成单元 图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图 5.6.1 集成电路运算放大器 1. 集成电路运算放大器的内部组成单元 图2.1.2 运算放大器的代表符号 （a）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号 3. 主要指标计算 （1）差模情况 B 双入、单出 接入负载时 3. 主要指标计算 （1）差模情况 C 单端输入 等效于双端输入指标计算与双端输入相同 3. 主要指标计算 （2）共模情况 A 双端输出 共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。 所以 共模增益 B 单端输出 抑制零漂能力增强 3. 主要指标计算 （2）共模情况 （3）共模抑制比 双端输出，理想情况 单端输出 抑制零漂能力 越强 单端输出时的总输出电压 （4）频率响应 高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。 差分放大电路四种接法的比较 ① 各种接法输入电阻相同： ② 差模放大倍数、共模放大倍数、输出电阻与输入方式无关，与输出方式有关： 双端： 单端： ③ 双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模输入。 4. 带有源负载的射极耦合差分式放大电路 5.2.3 源极耦合差分式放大电路 1. CMOS差分式放大电路 5.3 差分式放大电路的传输特性 根据 iC1= iE1，iC2= iE2 vBE1= vi1= vid/2 vBE2= vi2 = -vid/2 又 vO1＝VCC－iC1Rc1 vO2＝VCC－iC2Rc2 可得传输特性曲线 vO1，vO2＝f（vid） vO1，vO2＝f（vid）的传输特性曲线 5.4 集成电路运算放大器 5.4.1 集成电路运算放大器CMOS MC14573 5.4.2 集成运算放大器741 集成运算放大电路概述 一. 集成运放的特点 直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路。 用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路复杂并不增加制作工序。 用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。 采用复合管。 5.4 集成电路运算放大器 二. 集成运放电路的组成 偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。 输 入 级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大，Ac小，输入端耐压高。 中 间 级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。 输 出 级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。 5.4 集成电路运算放大器 5.4.1 CMOS MC14573 集成电路运算放大器 1. 电路结构和工作原理 2. 电路技术指标的分析计算 (1)直流分析 已知VT 和KP5 ，可求出IREF 根据各管子的宽长比 ，可求出其它支路电流。 (2)小信号分析 设 gm1 = gm2 = gm 则 2. 电路技术指标的分析计算 输入级电压增益 (2)小信号分析 2. 电路技术指标的分析计算 总电压增益 Av = Av1·Av2 Av2= vo/ v gs7 =－gm7(rds7//rds8) 第二级电压增益 将参数代入计算得 Av = 40884.8（ 92.2 dB ） 5.4.2 集成运算放大器741 原理电路 动画 5.4.2 集成运算放大器741 简化电路 动画 5.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响 5.5.1 实际集成运放的主要参数 5.5.2 集成运放应用中的实际问题 5.5.1 实际集成运放的主要参数 输入直流误差特性（输入失调特性） 1. 输入失调电压VIO 在室温（25℃）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失调电压VIO。一般约为±（1～10）mV。超低失调运放为（1～20）?V。高精度运放OP-117 VIO=4?V。MOSFET达20 mV。 2. 输入偏置电流IIB 输入偏置电流是指集成运放两个输入端静态电流的平均值 IIB＝（IBN＋IBP）/2 BJT为10 nA～1?A；MOSFET运放IIB在pA数量级。 5.5.1 实际集成运放的主要参数 输入直流误差特性（输入失调特性） 3. 输入失调电流IIO 输入失调电流IIO是指当输入电压为零时流入放大器两输入端的静态基极电流之差，即IIO＝|IBP－