第6章集成運算放大器

1、第六章第六章 集成運算放大器集成運算放大器本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 介紹集成放大電路的特點。介紹集成放大電路的特點。2. 2. 電流源電路電流源電路集成運放的典型單元電路之一集成運放的典型單元電路之一包括包括鏡像電流源鏡像電流源微電流源微電流源多路電流源多路電流源各自適用范圍各自適用范圍本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容3. 差分式放大電路差分式放大電路集成運放的典型單元電集成運放的典型單元電路之二。路之二。根據(jù)輸入、輸出的不同，可組合成四種典型根據(jù)輸入、輸出的不同，可組合成四種典型電路（雙入雙出、雙入單出、單入雙出、單電路（雙入雙出、雙入單出、單入雙出、單入單出），要求會求各種電路參數(shù)。入單出），要求

2、會求各種電路參數(shù)。4. 4. 理想集成運放的特性及代表符號含義。理想集成運放的特性及代表符號含義。概概 述述一.集成電路簡稱簡稱IC【Integrated Circuit】6060年代初發(fā)展起來。年代初發(fā)展起來。它是在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，將各種元它是在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，將各種元器件和連線等集成在一片硅片上而制成的。器件和連線等集成在一片硅片上而制成的。優(yōu)點：密度高、引線短、外部接線大為減少，優(yōu)點：密度高、引線短、外部接線大為減少，提高電子設(shè)備的可靠性和靈活性，并降低了提高電子設(shè)備的可靠性和靈活性，并降低了成本。成本。二二. .集成電路分類集成電路分類按功能分，按功能分，可分為：可分為

3、：數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路模擬集成電路模擬集成電路輸入量和輸出量為高、低電平，輸入量和輸出量為高、低電平，且具有一定邏輯關(guān)系的電路。且具有一定邏輯關(guān)系的電路。數(shù)字集成電路以外的集成電路統(tǒng)數(shù)字集成電路以外的集成電路統(tǒng)稱為模擬集成電路。稱為模擬集成電路。最典型的：最典型的：集成運算放大器（簡集成運算放大器（簡稱集成運放稱集成運放：Integrated Operation Amplifier）三三. .特點特點 電路參數(shù)一致性好，適用于構(gòu)成差分放電路參數(shù)一致性好，適用于構(gòu)成差分放大電路。大電路。 用有源器件代替無源器件。用有源器件代替無源器件。 采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路。采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路。 級間采用直接

4、耦合方式。級間采用直接耦合方式。常用耦合方式常用耦合方式有三種：有三種：直接耦合直接耦合通過電容耦通過電容耦合合稱阻容稱阻容耦合耦合通過變壓器通過變壓器耦合耦合 用三極管的發(fā)射結(jié)代替用三極管的發(fā)射結(jié)代替二極管。二極管。關(guān)于關(guān)于“零點漂移零點漂移”輸入電壓（輸入電壓（vi）為零而輸出電壓（）為零而輸出電壓（vo）不為零且）不為零且緩慢變化的現(xiàn)象，稱為緩慢變化的現(xiàn)象，稱為零點漂移現(xiàn)象零點漂移現(xiàn)象，簡稱，簡稱零漂零漂。T 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：以目前的工藝水平，以目前的工藝水平，由溫度變化所引起的半由溫度變化所引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)變化導(dǎo)體器件參數(shù)變化成為產(chǎn)生零漂現(xiàn)象的主要成為產(chǎn)生零漂現(xiàn)象的主要原因，因

5、而也稱零點漂移為原因，因而也稱零點漂移為溫度漂移溫度漂移，簡稱，簡稱溫漂溫漂。T 差分放大電路對抑制直接耦合電路中的零點漂差分放大電路對抑制直接耦合電路中的零點漂移具有很好的效果移具有很好的效果6.1 6.1 差分放大電路差分放大電路一.概述線性放大電路vi1vi2vo 就其功能來說，它是就其功能來說，它是兩個輸入信號之差兩個輸入信號之差。 多用于集成運放的輸入級。多用于集成運放的輸入級。在電路完全對稱的在電路完全對稱的理想情況下，輸出信理想情況下，輸出信號電壓可表示為：號電壓可表示為：vo=AVD(vi1-vi2)AVD差分式放大電路的差分式放大電路的差模電壓增益差模電壓增益關(guān)于關(guān)于“輸入電

6、壓的兩種形式輸入電壓的兩種形式”：差模輸入電壓差模輸入電壓vid【d：differential】共模輸入電壓共模輸入電壓vic【c：common】即：兩個輸入信號的電壓大小相等，但極性即：兩個輸入信號的電壓大小相等，但極性相反。相反。即：兩個差放管的輸入電壓大小相等，且極即：兩個差放管的輸入電壓大小相等，且極性相同。性相同。vid 也稱為也稱為差模信號差模信號vic 也稱為也稱為共模信號共模信號分別表示為21iiidvvv2121iiicvvvidicivvv211idicivvv212求總的輸出電壓：求總的輸出電壓：icVCidVDovAvAv式中式中idodVDvvA差模電壓增益差模電壓增

7、益icocVCvvA共模電壓增益共模電壓增益有時即使是兩種情況下輸入信號的差模信有時即使是兩種情況下輸入信號的差模信號相同，但其共模信號不一致，則輸出電號相同，但其共模信號不一致，則輸出電壓也是不相同的。壓也是不相同的。二二. .射極耦合差分式放大電路射極耦合差分式放大電路 電路構(gòu)成特點零點漂移零點漂移零輸入零輸入零輸出零輸出理想對稱理想對稱信號特點？信號特點？能否放大？能否放大？共模信號：大小相等，極性相同。共模信號：大小相等，極性相同。差模信號：大小相等，極性相反差模信號：大小相等，極性相反.信號特點？能否放大？信號特點？能否放大？二二. .射極耦合差分式放大電路射極耦合差分式放大電路 電

8、路構(gòu)成特點T1與與T2的特性完全相同，電路結(jié)構(gòu)對稱，電路參數(shù)也相同，的特性完全相同，電路結(jié)構(gòu)對稱，電路參數(shù)也相同，。CCCRRR21BEBEBEVVV21 21bbbRRR2102CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQVVvVVVIIIIIIIII在理想對稱的情況下：在理想對稱的情況下： 1. 克服零點漂移；克服零點漂移；2. 零輸入零輸出；零輸入零輸出； 3. 抑制共模信號；抑制共模信號；4. 放大差模信號。放大差模信號。工作原理工作原理021iivv（1 1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析eBEQEEEQ2RVVI1EQBQII02CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ

9、2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQVVvVVVIIIIIIIIIRb是必要的嗎？是必要的嗎？eEQBEQBQEE2RIVRIVb晶體管輸入回路方程：晶體管輸入回路方程：通常，通常，Rb較小，且較小，且IBQ很小，故很小，故選合適的選合適的VEE和和Re就可得合適的就可得合適的QBEQcCQCCcCQCCCEQVRIVVRIVVE抑制共模信號抑制共模信號 0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1Ovvvvvvv0 cIcOccAvvA，參數(shù)理想對稱時共模放大倍數(shù)C21CC21CB21BvviiiiIcI2I1vvv工作原理工作原理對稱變化的集電極電位導(dǎo)致輸出為零，集電極電位可以隨意變化

10、嗎？對稱變化的集電極電位導(dǎo)致輸出為零，集電極電位可以隨意變化嗎？抑制共模信號抑制共模信號 ：Re的共模負(fù)反饋作用的共模負(fù)反饋作用0 cIcOccAvvA參數(shù)理想對稱時共模放大倍數(shù)Re的共模負(fù)反饋作用：溫度變化所引起的變化等效為共模信號的共模負(fù)反饋作用：溫度變化所引起的變化等效為共模信號對于每一邊電對于每一邊電路，路，Re=?如如 T()IC1 IC2 VE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。工作原理工作原理放大差模信號放大差模信號C1OC21CC21CB21B2 vvvviiiiiE1= iE2，Re中電流不變，即中

11、電流不變，即Re 對差模信號無對差模信號無負(fù)負(fù)反饋作用。反饋作用。2/IdI2I1vvv2Idu2Idu工作原理工作原理 )(2bebBIdrRiv為什么？為什么？(2)差模信號作用時的動態(tài)分析差模信號作用時的動態(tài)分析bebLcd)2( rRRRA差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)IdOddvvA)2(2LcCOdRRiv 2 )(2cobebiRRrRR，工作原理工作原理vo+-+vC1vC2-+idivv211idivv212+-vid+動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR 共模抑制比共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信綜合考察差分放大電路放大差模信號的能力和抑制共模

12、信號的能力。號的能力和抑制共模信號的能力。 根據(jù)信號源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：根據(jù)信號源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。單端輸入單端輸出。希望希望KCMR越大越好越大越好有時也用分貝數(shù)表示：有時也用分貝數(shù)表示：dBAAKcdCMRlg20雙入雙出電路cdCMRAAK雙入雙出電路的適用范圍：雙入雙出電路的適用范圍：用于輸入、輸出不需要一端接用于輸入、輸出不需要一端接地時；地時；常用于多級直接耦合放大電路的輸入級、中間級常用于多級直接耦合放大電路

13、的輸入級、中間級3. 3. 雙入單出雙入單出cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1)(RIVVRRIVRRRV 由于輸入回路沒有變由于輸入回路沒有變化，所以化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時一樣。但與雙端輸出時一樣。但是是VCEQ1 VCEQ2。（1 1）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出：Q點分析點分析3. 3. 雙入單出雙入單出（2 2）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出：差模信號作用下的分析：差模信號作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAcobebi)(2RRrRR，犧牲了差模放大倍數(shù)。犧牲了差模放大倍數(shù)。 輸出電阻是雙入雙出的一半輸出電阻是雙入雙出的一半3. 3. 雙入

14、單出雙入單出（2 2）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出：共模信號作用下的分析：共模信號作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAebebLcc)1 (2)( RrRRRA)(2)1 (2bebebebCMRrRRrRK（3 3）雙端輸入單端輸出）雙端輸入單端輸出：問題討論：問題討論bebLcd)( 21rRRRAT2的的Rc可以短路嗎？可以短路嗎？什么情況下什么情況下Ad為為“”？雙端輸出時的雙端輸出時的Ad是單端輸出時的是單端輸出時的2倍嗎？倍嗎？)(2)1 (2bebebebCMRrRRrRKcobebi)(2RRrRR，3. 3. 雙入單出雙入單出共模輸入電壓共模輸入電壓差模輸入電壓

15、差模輸入電壓 輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入：輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入： 在輸入信號作用下發(fā)射極在輸入信號作用下發(fā)射極的電位變化嗎？說明什么？的電位變化嗎？說明什么？2/iiciidvvvv ，3. 3. 單入雙出單入雙出問題討論：問題討論：（1）VOQ產(chǎn)生的原因？產(chǎn)生的原因？（2）如何減小共模輸出）如何減小共模輸出電壓？電壓？OQIcIdO2VvAvAv測試測試:差模輸出差模輸出共模輸出共模輸出靜態(tài)時的值靜態(tài)時的值3. 3. 單入雙出單入雙出輸入方式輸入方式： Ri均為均為2(Rb+rbe)； 雙端輸入時無共模信號輸入，單端輸入時有共模信號輸入。雙端輸入時無共模信號

16、輸入，單端輸入時有共模信號輸入。輸出方式輸出方式：與：與Q點、點、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均有關(guān)。均有關(guān)。coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA雙端輸出：cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1 (2 )1 (2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA單端輸出：4.4.差分放大電路動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)差分放大電路動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)4.4.差分放大電路動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)差分放大電路動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)差模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)。共模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，

17、只與輸出方式有關(guān)差模輸入電阻不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。是基本放大電路的兩倍。輸出電阻CRR o單端輸出時：單端輸出時：CRR2o雙端輸出時：雙端輸出時：共模抑制比雙端輸出時共模抑制比：雙端輸出時共模抑制比：beCMR)1 (rRKe單端輸出時共模抑制比：單端輸出時共模抑制比：CMRK Re 越大，共模負(fù)反饋越強，越大，共模負(fù)反饋越強，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。越大，差分放大電路的性能越好。Re 越大，越大，為使靜態(tài)電流不變，需為使靜態(tài)電流不變，需VEE越越大，大，太大就太大就不合理不合理采用電流源取代

18、采用電流源取代Re，可使可使Ac 趨近于趨近于0eBEQEEEQ2RVVI)(2)1 (2bebebebCMRrRRrRK 怎樣怎樣在低電源在低電源VEE條件條件下，下，設(shè)置合適的設(shè)置合適的IEQ，并得到并得到得到趨于無窮得到趨于無窮大的大的Re？等效電阻等效電阻為無窮大為無窮大6、差分放大電路的改進(jìn)、差分放大電路的改進(jìn)(1). (1). 帶電流源帶電流源1) RW取值應(yīng)大些？還是小些？取值應(yīng)大些？還是小些？2) RW對動態(tài)參數(shù)的影響？對動態(tài)參數(shù)的影響？3) 若若RW滑動端在中點，寫出滑動端在中點，寫出Ad、Ri的表達(dá)式。的表達(dá)式。2)1 (WbebcdRrRRAWbebi)1 ()(2RrR

19、R6、差分放大電路的改進(jìn)、差分放大電路的改進(jìn)（2 2）. . 加調(diào)零電位器加調(diào)零電位器 RW彌補由于電路本身的不對稱性帶來的問題彌補由于電路本身的不對稱性帶來的問題doidmd2 RRRRgA，（3 3）. . 場效應(yīng)管差分放大電路場效應(yīng)管差分放大電路6、差分放大電路的改進(jìn)、差分放大電路的改進(jìn)若若uI1=10mV，uI2=5mV，則，則uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mV討論一討論一輸入信號并不對稱時：輸入信號并不對稱時：差模信號的計算差模信號的計算-取差值，取差值，共模信號的計算共模信號的計算-取平均值取平均值1、uI=10mV，則，則uId=? uIc=? 2、若、若

20、Ad=102、KCMR103用直流表測用直流表測uO ，uO=?uId=10mV ，uIc=5mVuO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ1=?=?=?討論二討論二本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié) 差分放大電路在電路中的作用、工作原理；差分放大電路在電路中的作用、工作原理； 零漂（即溫漂）的概念及產(chǎn)生原因；零漂（即溫漂）的概念及產(chǎn)生原因；主要討論的問題有【即要會求各參數(shù)】：差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻、輸出電阻 差分放大電路共有四種輸入輸出方式差分放大電路共有四種輸入輸出方式:雙入雙出、雙入單出、單入雙出、單入單出雙入雙出、雙入單出、單入雙出、單入單出6.2 6.2 集成電路中的電流源

21、集成電路中的電流源電流源（電流源（Current Mirror）電路）電路就是在集成運放中最常用的偏置電路，它不僅可以為放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流偏置電流，還可以作放大電路的有源負(fù)載有源負(fù)載。一一. .鏡像電流源鏡像電流源設(shè)T1、T2的參數(shù)完全相同，即：IREFIC1IC2VCCRCT2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2BE2BE1=VVE2E1= IICIIIC2C1= 21=BIIIB2B1=CEO2CEO1= II電源電源VCC通過電阻通過電阻R和和T T1 1產(chǎn)產(chǎn)生一個生一個基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電流IREF，則，則RVVIBECCREF1工作原理分析工作原理分析而而BREFCIII21又

22、又21CCIIBREFCIII22又又 2222CCBBIIII整理后，得整理后，得REFCII 2112 222CREFCIII當(dāng)滿足條件當(dāng)滿足條件2時，時，02 有有REFCII 2一一. .鏡像電流源鏡像電流源IREFIC1IC2VCCRCT2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2IREFIC1IC2VCCRCT2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2RVVIIBECCREFC12 且通常有且通常有VCCVBE1RVIICCREFC 2IREF由由VCC和和R決定，而決定，而IC2像像IREF的鏡像，與其本身的鏡像，與其本身一側(cè)的電阻一側(cè)的電阻RC無關(guān)。所以，無關(guān)。所以，無論無論Rc

23、的值如何的值如何， IC2的的電流值將保持不變電流值將保持不變。一一. .鏡像電流源鏡像電流源電路中有負(fù)反電路中有負(fù)反饋嗎？饋嗎？溫度溫度TIC2IC1IBIC2 特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單；結(jié)構(gòu)簡單；Vcc波動范圍小的，較大工作電波動范圍小的，較大工作電流（流（mA級）的場合。級）的場合。適用范圍：適用范圍：T T1 1管對管對T T2 2管具有一定的管具有一定的溫度補償作用溫度補償作用，使得，使得IC2的溫度穩(wěn)定性較好。的溫度穩(wěn)定性較好。一一. .鏡像電流源鏡像電流源IREFIC1IC2VCCRCT2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2限制限制22時才成立時才成立IC2 隨隨VccVcc的波

24、動而變化的波動而變化二二. 比例電流源比例電流源忽略基極電流，可得忽略基極電流，可得REFCCIRRIRRI211212IREFIC1IC2VCCRe2T2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2IE2Re1IE1222111RIVRIVEBEEBE由于由于 則則21BEBEVV2211RIRIEE兩個三極管的集電極電流兩個三極管的集電極電流之比近似與發(fā)射極電阻的之比近似與發(fā)射極電阻的阻值成反比。所以稱為比阻值成反比。所以稱為比例電流源。例電流源。為實現(xiàn)對IC2的靈活控制，改進(jìn)電路三三. .微電流源微電流源IREFIC1IC2VCCRCT2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2【鏡像電流源電

25、路】為實現(xiàn)IC2值微安級的輸出，改進(jìn)原電路IREFIC1IC2VCCRe2T2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2IE2IREFIC1IC2VCCRe2T2T1IB1IB2+-VBE1+-VBE2IE2當(dāng)基準(zhǔn)電流當(dāng)基準(zhǔn)電流IREF一定時，一定時，IC2可得：可得：222122eBEeBEBEECRVRVVII 式中式中(VBE1-VBE2)通常只通常只有幾十毫伏，甚至更小，因有幾十毫伏，甚至更小，因此，只要用阻值不大的此，只要用阻值不大的Re2（幾千歐）即（幾千歐）即可獲得微小的可獲得微小的工作電流工作電流IC2（A級）級），稱為，稱為微電流源微電流源。T0VCCTIREFICBI IE0

26、IB0四四. .多路電流源多路電流源已知各已知各BJT的參數(shù)的參數(shù)、VBE數(shù)值相同，求各電流源數(shù)值相同，求各電流源IC1、IC2及及IC3與基準(zhǔn)電流與基準(zhǔn)電流IREF的關(guān)系式。的關(guān)系式。由圖可知：由圖可知：BEII 0 1100BEBIII 10BCBCREFIIIII當(dāng)當(dāng)較大時，有：較大時，有：CREFII T0VCCTIREFICBI IE0IB0由于各管的由于各管的、VBE相同，則有相同，則有332211eEeEeEeREFeCeERIRIRIRIRIRI REFeeECIRRII 111REFeeECIRRII 222REFeeECIRRII 333 推廣：推廣：REFeneEnCnI

27、RRII 可見當(dāng)可見當(dāng)IREF確定后，改確定后，改變各電流源變各電流源射極電阻，射極電阻，可獲得不同可獲得不同比例的輸出比例的輸出電流。電流。四四. .多路電流源多路電流源四四. .多路電流源多路電流源 根據(jù)所需靜態(tài)電根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確定集電結(jié)流，來確定集電結(jié)面積。面積。 根據(jù)所需靜態(tài)電流，根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確定溝道尺寸。來確定溝道尺寸。哪只管子為放大管？哪只管子為放大管？其集電結(jié)靜態(tài)電流約為多少？其集電結(jié)靜態(tài)電流約為多少？IREF五五. .電流源用作有源負(fù)載電流源用作有源負(fù)載1.采用有源負(fù)載的單管共射放大電路采用有源負(fù)載的單管共射放大電路T1:放大管T2:有源負(fù)載組成鏡像電流源，代替原

28、來共射放大電路中的電阻RC。電流源特點：電流源特點：直流電阻小，交流電阻大。直流電阻小，交流電阻大。 在模擬集成電路中，廣泛地把它作為負(fù)在模擬集成電路中，廣泛地把它作為負(fù)載使用，稱為載使用，稱為有源負(fù)載有源負(fù)載?？商岣叻糯蟊丁？商岣叻糯蟊稊?shù)數(shù)REFCQCIII221 bebLCVrRRRA)/(五五. .電流源用作有源負(fù)載電流源用作有源負(fù)載2. 2.用于差分放大電路用于差分放大電路電路的輸入、輸出方式？電路的輸入、輸出方式？如何設(shè)置靜態(tài)電流？如何設(shè)置靜態(tài)電流？靜態(tài)時靜態(tài)時iO約為多少？約為多少？動態(tài)時動態(tài)時iO約為約為多少？多少？ C1C3C4C2C1，iiiiiC1C2C4O2 iiii 使

29、單端輸出電路使單端輸出電路的差模放大倍數(shù)近的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時似等于雙端輸出時的差模放大倍數(shù)。的差模放大倍數(shù)。0 C2C4Oiii靜態(tài)：靜態(tài)：C2C4C3C4C1C3C2C1IIIIIIII，動態(tài)：動態(tài)：本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié) 本節(jié)介紹了幾類電流源電路：鏡像電流源、比例電流源、 微電流源、多路電流源。 關(guān)鍵是要掌握電流源電路的應(yīng)用場合：關(guān)鍵是要掌握電流源電路的應(yīng)用場合：(1)(1)最主要是最主要是用于集成運放的偏置電路用于集成運放的偏置電路中，中，為各級放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流為各級放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流（或靜態(tài)電流）；（或靜態(tài)電流）；(2)(2)代替大電阻作放大電路的代替大電阻作

30、放大電路的有源負(fù)載有源負(fù)載。6.3 6.3 集成電路運算放大器集成電路運算放大器vPvNvo一.簡單的集成電路運算放大器負(fù)載該方框圖分成該方框圖分成3 3個級，四個部分。個級，四個部分。每一部分構(gòu)成的電路，稱為單元電路。每一部分構(gòu)成的電路，稱為單元電路。兩個兩個 輸入端輸入端一個一個 輸出端輸出端6.3 集成電路運算放大器集成電路運算放大器 集成運算放大器的典型結(jié)構(gòu)集成運算放大器的典型結(jié)構(gòu)輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級偏置電路偏置電路輸入輸入輸出輸出為各級電路提供直流偏置為各級電路提供直流偏置電流，并使整個運放的靜電流，并使整個運放的靜態(tài)工作點穩(wěn)定且功耗較小。態(tài)工作點穩(wěn)定且功耗較小。差動

31、放大器：具有與輸出差動放大器：具有與輸出同相和反相的兩個輸入端，同相和反相的兩個輸入端，較高的輸入電阻和抑制共較高的輸入電阻和抑制共模信號和零漂能力。模信號和零漂能力。功率放大器：為負(fù)載提供功率放大器：為負(fù)載提供足夠大的輸出功率，具有足夠大的輸出功率，具有較強的負(fù)載能力。較強的負(fù)載能力。電壓放大器：具有很高的電壓放大器：具有很高的電壓增益。電壓增益。（1 1）輸入級（又稱前置級）輸入級（又稱前置級）要求：要求：Ri高，以便把外加信號盡可能多的吸高，以便把外加信號盡可能多的吸入電路中去，同時要考慮干擾信號的入電路中去，同時要考慮干擾信號的濾除問題。濾除問題。往往都是用往往都是用雙端輸入雙端輸入的

32、高性能的高性能差分放大差分放大電路電路。（2 2）中間級）中間級作用：在這一級把信號盡量放大，使集成運放作用：在這一級把信號盡量放大，使集成運放具有較強的放大能力。具有較強的放大能力。多采用多采用共射（或共源）放大電路共射（或共源）放大電路（它們它們的的AV大大）；）；多采用多采用復(fù)合結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)（它們的它們的AV大大）；）；如：復(fù)合管結(jié)構(gòu)如：復(fù)合管結(jié)構(gòu)bce= 1 2bce= 1 2互補型互補型（3 3）輸出級）輸出級要求：要求：Ro小，帶負(fù)載能力強；非線性失真小。小，帶負(fù)載能力強；非線性失真小。多采用多采用互補對稱輸出電路互補對稱輸出電路，保證功率放大。，保證功率放大。（4 4）偏置電路）

33、偏置電路用于設(shè)置集成運放各級放大電路的靜態(tài)工作點用于設(shè)置集成運放各級放大電路的靜態(tài)工作點采用采用電流源電路電流源電路為各級提供合適的靜態(tài)工作為各級提供合適的靜態(tài)工作電流，從而確定了合適的靜態(tài)工作點。電流，從而確定了合適的靜態(tài)工作點。集成運放的電路分析集成運放的電路分析讀圖方法讀圖方法了解要分析的電路的應(yīng)用場合、用途和技術(shù)了解要分析的電路的應(yīng)用場合、用途和技術(shù)指標(biāo)。指標(biāo)。將整個電路圖分為各自具有一定功能的基本將整個電路圖分為各自具有一定功能的基本電路。電路。定性分析每一部分電路的基本功能和性能。定性分析每一部分電路的基本功能和性能。電路相互連接關(guān)系以及連接后電路實現(xiàn)的功電路相互連接關(guān)系以及連接后

34、電路實現(xiàn)的功能和性能。能和性能。必要時可估算或利用計算機計算電路的主要必要時可估算或利用計算機計算電路的主要參數(shù)。參數(shù)。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。信號從放大管的哪個極輸入？信號從放大管的哪個極輸入？又從哪個極輸出？又從哪個極輸出？舉例舉例：集成運放集成運放F-007 對于集成運放電路，應(yīng)對于集成運放電路，應(yīng)首先找出偏置電路首先找出偏置電路，然后根據(jù)信，然后根據(jù)信號流通順序，將其分為輸入級、中間級和輸出級電路。號流通順序，將其分為輸入級、中間級和輸出級電路。集成運放的電路分析集成運放的電路分析 若在集成運放電路中能夠估算出某一支路的電流，則若在集成運

35、放電路中能夠估算出某一支路的電流，則這個電流往往是偏置電路中的這個電流往往是偏置電路中的基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電流。找出偏置電路找出偏置電路雙端輸入、單端雙端輸入、單端輸出差分放大電輸出差分放大電路路以復(fù)合管為放大管、以復(fù)合管為放大管、恒流源作負(fù)載的共恒流源作負(fù)載的共射放大電路射放大電路用用UBE倍增電路消倍增電路消除交越失真的除交越失真的準(zhǔn)準(zhǔn)互補輸出級互補輸出級三級放大電路三級放大電路簡化電路簡化電路分解電路分解電路輸入級的分析輸入級的分析 T3、T4為橫向為橫向PNP型管，輸型管，輸入端耐壓高。共集形式，輸入入端耐壓高。共集形式，輸入電阻大，允許的共模輸入電壓電阻大，允許的共模輸入電壓幅值大。共基形

36、式頻帶寬。幅值大。共基形式頻帶寬。共集共集-共基形式共基形式Q點的穩(wěn)定：點的穩(wěn)定：T（）IC1 IC2 IC8 IC9與與IC8為鏡像關(guān)系為鏡像關(guān)系IC9，因，因IC10不變不變 IB3 IB4 IC3 IC4 IC1 IC2 T1和和T2從基極輸入、射極輸出從基極輸入、射極輸出T3和和T4從射極輸入、集電極輸出從射極輸入、集電極輸出輸入級的分析輸入級的分析T7的作用：的作用：抑制共模信號抑制共模信號 T5、T6分別是分別是T3、T4的有源負(fù)的有源負(fù)載，而載，而T4又是又是T6的有源負(fù)載，增的有源負(fù)載，增大電壓放大倍數(shù)。大電壓放大倍數(shù)。作用？作用？+_放大差模信號放大差模信號+_特點：特點：輸入電阻大、差模放大倍數(shù)大、輸入電阻大、差模放大倍數(shù)大、共模放大倍數(shù)小、輸入端耐壓高，共模放大倍數(shù)小、輸入端耐壓高，并完成電平轉(zhuǎn)換（即對并完成電平轉(zhuǎn)換（即對“地地”輸輸出）。出）。中間級的分析中間級的分析 中間級是主放大器，它中間級是主放大器，它所采取的一切措施都是為所采取的一切措施都是為了增大放大倍數(shù)。了增大放大倍數(shù)。中間級是以復(fù)合管為放大中間級是以復(fù)合管為放大管、采用有源負(fù)載的共射管、采用有源負(fù)載的共射放大電路。由于等效的集放大電路。由于等效的集電極電阻趨于無窮