第四章 集成运算放大器.pptVIP

第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。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。(由于集成电路中，电阻是利用NPN管的基区体电阻构成，电阻值的范围一般为几十欧~10千欧左右，阻值范围不大，且阻值精度不易控制，误差可达10%~20%。所以，若需要高阻值电阻，可用BJT或FET等组成的恒流源代替，或采用外接电阻的方法。)什么是集成运算放大器？第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日（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。(电容则采用PN结的结电容构成，约在100PF以下，误差也较大，因此电路结构只能采用直接耦合方式。)（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。(6)在集成电路制造工艺中，制造三极管（特别是NPN管）比制造其他元件容易，且占用面积小，性能好。[因此常用BJT（或FET）构成恒流源作偏置电阻；将BJT的基极和集电极短接构成二极管﹑稳压管等；]\第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日一、集成运放的组成部分：1、四个部分：偏置电路、输入级、中间级、输出级2、各部分的作用、要求和常采用的电路形式：偏置电路：向各个放大级提供适当的静态偏置电流，决定各级的静态工作点。要求提供的静态电流小而稳定。常采用电路：比例电流源、镜像电流源、微电流源输入级：接收输入信号，对集成运放的多项技术指标起决定性的作用。要求该级抑制零点漂移能力高。常采用电路：差分放大电路中间级：提供足够大的电压放大倍数。要求该级电压放大倍数大且输入电阻高。常采用电路：共射放大电路（有源负载和复合管）第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日输出级：处理大信号、带负载。要求设法减小输出波形的非线性失真，提供较大电流，带负载能力强。常采用电路：互补对称功放电路3、框图:输入级中间级输出级偏置电路Vi1Vi2Vo级间直接耦合差分式输入电压（流）放大恒流源功放第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日1.镜像电流源基准电流：无论T2的负载如何变化，IC2的电流值将保持不变。因为：所以：二、集成运放中的偏置电路特点：电路结构：存在问题：当β不够大时，IC2与IREF差异较大第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日2.微电流源（1）电流小（因为△UBE小）。（2）电流稳定（电流负反馈）微电流源的特点：电路结构：镜像电流源电路适合用于较大工作电流（mA级）的场合，若需要IC2↓→R↑，在集成电路中不易实现。故推出微电流源（μA级）第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日3.多支路比例电流源同样，IC2和IC3也与IR成比例电路结构：+RRIIC0IC1IC2IC3E1IE2IE3IR0R1R2R30TT1T2T3VCC第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日即：?1=?2=?UBE1=UBE2=UBErbe1=rbe2=rbeRC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb三、输入级电路－－差分放大电路（三种形式：基本式、长尾式、恒流源式）（一）长尾式（结构特点：对称性）第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日四、输出级工作原理：ui为正半周时，T1管工作，T2管截止，输出uo为正；ui为负半周时，T2管工作，T1管截止；输出uo为负。两管交替工作，在负载电阻RL上得到完整的正弦波。1.互补对称射极输出电路第10页，共35页，星期日，2025年，2月5日2.克服交越失真的互补对电路静态时，T1、T2两管发射结电压分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态，以消除交越失真。电路中增加D1、D2工作原理：第11页，共35页，星期日，2025年，2月5日简单的集成运放原理电路：第12页，共35页，星期日，2025年，2月5日通用型集成运放F007AB第13页，共35页，星期日，2025年，2月5日AB第14页，共35页，星期日，2025年，2月5日分析：1.偏置电路：T12、R5和T11构成了主偏置电路，产生基准