模擬集成電路

1、常熟理工學(xué)院常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求 正確理解集成運放的組成結(jié)構(gòu)及各組成部分的作用；熟練掌握正確理解集成運放的組成結(jié)構(gòu)及各組成部分的作用；熟練掌握各類電流源的工作原理及計算方法；熟練掌握四種不同輸入輸出方各類電流源的工作原理及計算方法；熟練掌握四種不同輸入輸出方式差分式放大電路的工作原理以及性能特點；熟練掌握各類差分式式差分式放大電路的工作原理以及性能特點；熟練掌握各類差分式放大電路靜態(tài)工作點、差模電壓增益、差模輸入電阻、輸出電阻以放大電路靜態(tài)工作點、差模電壓增益、差模輸入電阻、輸出電阻以及共模抑制比的計算；掌握集成運放主要技術(shù)指標(biāo)的含義。及

2、共模抑制比的計算；掌握集成運放主要技術(shù)指標(biāo)的含義。本章重點難點本章重點難點 1集成電路運算放大器的基本組成集成電路運算放大器的基本組成 集成電路運算放大器的實質(zhì)是高電壓增益、高輸入電阻和低輸集成電路運算放大器的實質(zhì)是高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大電路。通常由輸入級、中間級、輸出級出電阻的多級直接耦合放大電路。通常由輸入級、中間級、輸出級以及偏置電路組成。以及偏置電路組成。 輸入級通常采用恒流源式的差分式放大電路，通過發(fā)揮集成運輸入級通常采用恒流源式的差分式放大電路，通過發(fā)揮集成運放內(nèi)部參數(shù)匹配性好的特點，降低零點漂移、溫度漂移；采用恒流放內(nèi)部參數(shù)匹配性好的特點，降低零點漂

3、移、溫度漂移；采用恒流源引入共模負(fù)反饋，抑制共模信號，提高共模抑制比。源引入共模負(fù)反饋，抑制共模信號，提高共模抑制比。 中間級又稱電壓放大級，其主要任務(wù)是提供足夠大的電壓增益，中間級又稱電壓放大級，其主要任務(wù)是提供足夠大的電壓增益，向輸出級提供大的推動電流，因此通常由共射或共源放大電路組成。向輸出級提供大的推動電流，因此通常由共射或共源放大電路組成。 輸出級一般不要求提供高的電壓增益，而要求向負(fù)載提供足夠大輸出級一般不要求提供高的電壓增益，而要求向負(fù)載提供足夠大的輸出電流。通常輸出級采用電壓跟隨器或互補(bǔ)對稱的電壓跟隨器。的輸出電流。通常輸出級采用電壓跟隨器或互補(bǔ)對稱的電壓跟隨器。 偏置電路起到

4、為輸入級、中間極和輸出級提供偏置電流，確定各偏置電路起到為輸入級、中間極和輸出級提供偏置電流，確定各級靜態(tài)工作點以及在放大電路中充當(dāng)有源負(fù)載的作用。級靜態(tài)工作點以及在放大電路中充當(dāng)有源負(fù)載的作用。2偏置電路偏置電路 偏置電路主要由電流源電路組成，常用的有鏡像電流源、比例偏置電路主要由電流源電路組成，常用的有鏡像電流源、比例電流源和微電流源等，前兩者提供的偏置電流較大，后者則可產(chǎn)電流源和微電流源等，前兩者提供的偏置電流較大，后者則可產(chǎn)生較小的偏置電流，適用于輸入級偏置電路。生較小的偏置電流，適用于輸入級偏置電路。3差分式放大電路差分式放大電路 差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路，這源于電路的

5、對差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路，這源于電路的對稱性。稱性。 差分放大電路主要有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、差分放大電路主要有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出四種典型電路。單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出四種典型電路。 差分式放大電路的性能指標(biāo)主要有：差模電壓增益、共模電壓差分式放大電路的性能指標(biāo)主要有：差模電壓增益、共模電壓增益、共模抑制比、差模輸入電阻、共模輸入電阻、輸出電阻等。增益、共模抑制比、差模輸入電阻、共模輸入電阻、輸出電阻等。上述指標(biāo)通常是在正確畫出半電路的直流通路、差模等效電路和上述指標(biāo)通常是在正確畫出半電路的直流通路、差

6、模等效電路和共模等效電路的基礎(chǔ)上求取的，在畫這些等效電路時應(yīng)注意：共模等效電路的基礎(chǔ)上求取的，在畫這些等效電路時應(yīng)注意：（1）負(fù)載電阻在單端輸出和雙端輸出時的等效處理有所不同，射極）負(fù)載電阻在單端輸出和雙端輸出時的等效處理有所不同，射極共用電阻在差模輸入和共模輸入時的等效處理有所不同。共用電阻在差模輸入和共模輸入時的等效處理有所不同。（2）單端輸入由于可等效為雙端差模輸入和共模輸入的疊加，其效）單端輸入由于可等效為雙端差模輸入和共模輸入的疊加，其效果與雙端輸入基本相同。果與雙端輸入基本相同。第六章第六章 模擬集成電路模擬集成電路6.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6

7、.2 差分式放大電路差分式放大電路6.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性6.4 實際集成運放的主要參數(shù)和應(yīng)用電路的影響實際集成運放的主要參數(shù)和應(yīng)用電路的影響真空真空器件器件半導(dǎo)體半導(dǎo)體器件器件集成電路集成電路大規(guī)模大規(guī)模集成電路集成電路集成電路的分類集成電路的分類1.按功能分類：數(shù)字集成電路、模擬集成電路按功能分類：數(shù)字集成電路、模擬集成電路2.按構(gòu)成有源器件的類型分類：雙極型、單極型按構(gòu)成有源器件的類型分類：雙極型、單極型3.按外形分類：雙列直插式、圓殼式、扁平式按外形分類：雙列直插式、圓殼式、扁平式4.按類型分類：集成運算放大器、集成功率放大器、集成比較器、按類型分類：集

8、成運算放大器、集成功率放大器、集成比較器、 集成穩(wěn)壓器等等集成穩(wěn)壓器等等集成電路運算放大器集成電路運算放大器運算放大器外形圖運算放大器外形圖運算放大器外形圖運算放大器外形圖 輸入級輸入級 中間級中間級 輸出級輸出級偏置電路偏置電路集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元實質(zhì)：實質(zhì)： 集成運放是具有高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。集成運放是具有高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。對集成電路的多項對集成電路的多項性能起決定性作用性能起決定性作用提供足夠大的電壓放大倍數(shù)，要提供足夠大的電壓放大倍數(shù)，要求：求：具有較高的電壓放大倍數(shù)；具有較高的電壓放大倍數(shù)；具有較大的輸入電阻，

9、減小對具有較大的輸入電阻，減小對前級的影響；前級的影響；向輸出級提供大電流。向輸出級提供大電流。提供足夠大的輸出功率；提供足夠大的輸出功率；具有較大的輸入電阻，減小具有較大的輸入電阻，減小對前級的影響；對前級的影響；具有較小的輸出電阻，提高具有較小的輸出電阻，提高帶負(fù)載能力帶負(fù)載能力;電壓增益為電壓增益為1。為輸入級、中間級、輸出級提供合為輸入級、中間級、輸出級提供合適的偏置電流，以確定各級靜態(tài)工作適的偏置電流，以確定各級靜態(tài)工作點點;作為有源負(fù)載，提高放大電路的電作為有源負(fù)載，提高放大電路的電壓增益。壓增益。6.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)電流源電路：輸出電流

10、恒定，具有很高輸出電阻的電路。電流源電路：輸出電流恒定，具有很高輸出電阻的電路。二、特點二、特點1、由、由BJT、FET構(gòu)成電流源電路，由于其工作在放大狀態(tài)時，其輸出構(gòu)成電流源電路，由于其工作在放大狀態(tài)時，其輸出電流都是具有恒流特性的受控電流源；電流都是具有恒流特性的受控電流源；2、電流源電路一般都加有電流負(fù)反饋；、電流源電路一般都加有電流負(fù)反饋；3、電流源電路一般都利用、電流源電路一般都利用PN結(jié)的溫度特性，對電流源電路進(jìn)行溫度補(bǔ)結(jié)的溫度特性，對電流源電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以減小溫度對電流的影響。償，以減小溫度對電流的影響。一、電流源電路的用途一、電流源電路的用途1、給、給集成電路集成電路各級電

11、路提供直流偏置電流，以獲得穩(wěn)定的各級電路提供直流偏置電流，以獲得穩(wěn)定的Q點；點；2、作各種放大器的、作各種放大器的有源負(fù)載，以提高增益、增大動態(tài)范圍；有源負(fù)載，以提高增益、增大動態(tài)范圍；3、由電流源給電容充電，可獲得隨時間線性增長的電壓輸出；由電流源給電容充電，可獲得隨時間線性增長的電壓輸出；4 4、電流源還可單獨制成穩(wěn)流電源使用。、電流源還可單獨制成穩(wěn)流電源使用。在模擬集成電路中，常用的電流源電路有：在模擬集成電路中，常用的電流源電路有：鏡像電流源鏡像電流源精密電流源精密電流源比例電流源比例電流源微電流源微電流源多路電流源多路電流源6.1.1 BJT電流源電路電流源電路REFCIII20RV

12、VRVVVIEECCBEEECCREF特點：特點：1. 結(jié)構(gòu)簡單；結(jié)構(gòu)簡單；2. 具有一定的溫度補(bǔ)償作用具有一定的溫度補(bǔ)償作用 ；3. 不適合于直流電源在大范圍變化的集成運放不適合于直流電源在大范圍變化的集成運放；4. 若輸入級要求微安級偏置電流，在集成電路中無法實現(xiàn)。若輸入級要求微安級偏置電流，在集成電路中無法實現(xiàn)。一、鏡像電流源一、鏡像電流源帶緩沖級的鏡像電流源帶緩沖級的鏡像電流源二、微電流源二、微電流源22202221eBEECeEBEBEBERVIIIRIVVV特點：特點：1.利用利用VBE（較?。┛刂戚敵鲭娏?；（較?。┛刂戚敵鲭娏?；2.提高了恒流源對電源變化的穩(wěn)定性；提高了恒流源對電

13、源變化的穩(wěn)定性；3.提高了恒流源對溫度變化的穩(wěn)定性提高了恒流源對溫度變化的穩(wěn)定性 。 接入接入Re2電阻得到一個比基準(zhǔn)電流小許多倍的微電流源，適用微功電阻得到一個比基準(zhǔn)電流小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路和集成放大器的前置級中。耗的集成電路和集成放大器的前置級中。 當(dāng)當(dāng)R取取 幾幾k 時，時， IREF 為為mA量級，而量級，而IC2可降至可降至 A量級的微電流源量級的微電流源。且。且IC2 的穩(wěn)定性也比的穩(wěn)定性也比IREF 的穩(wěn)定性好。的穩(wěn)定性好。偏置電路用作有源負(fù)載偏置電路用作有源負(fù)載T1為放大管，為放大管，T2、T3組成組成鏡像電流源作為鏡像電流源作為T1的有源的有源負(fù)載，利用三

14、極管集電極負(fù)載，利用三極管集電極等效電阻較大的特點提高等效電阻較大的特點提高電壓增益，此外電壓增益，此外T2管的電管的電流還可確定流還可確定T1管的工作電管的工作電流。流。6.1.2 FET電流源電流源一、一、MOSFET鏡像電流源鏡像電流源RVVVIIIGSSSDDREFD20REFILWLWI11220/LWCLWKKvvVvKioxnnnDSDSTGSnD2222電導(dǎo)常數(shù)電導(dǎo)常數(shù)柵極氧化層單位柵極氧化層單位面積電容面積電容反型層中的反型層中的電子遷徙率電子遷徙率本征導(dǎo)電本征導(dǎo)電因子因子W：溝道寬度：溝道寬度L：溝道長度：溝道長度2222222222TGSnTGSnDVVKVVKLWI用用

15、T3代代替電阻替電阻R二、二、MOSFET多路電流源多路電流源特點：特點：當(dāng)器件具有不同的寬長比時，可獲得不同比例的輸出電流。當(dāng)器件具有不同的寬長比時，可獲得不同比例的輸出電流。REFDREFDREFDILWLWIILWLWIILWLWI114441133311222/20000TGSnDREFVVKII三、三、JFET電流源電流源JFET電流源的動態(tài)輸出電阻等于輸出特性的斜率的倒數(shù)。電流源的動態(tài)輸出電阻等于輸出特性的斜率的倒數(shù)。一、一般結(jié)構(gòu)一、一般結(jié)構(gòu) 差分放大電路是由兩個差分放大電路是由兩個特性基本相同特性基本相同的三極管組成，的三極管組成，電路電路參數(shù)對稱參數(shù)對稱相等。相等。 恒流源恒流

16、源提供直流偏置提供直流偏置具有高阻值動態(tài)具有高阻值動態(tài) 內(nèi)阻（內(nèi)阻（rce 、 rds）抑制共模信號抑制共模信號二、共模信號和差模信號二、共模信號和差模信號差模信號：差模信號：是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相反的信號。是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相反的信號。共模信號：共模信號：是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相同的信號。是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相同的信號。21iiidvvv差模電壓：差模電壓：)(2121iiicvvv共模電壓：共模電壓：直流信號直流信號icvcidvdovAvAv差模電壓差模電壓增益較高增益較高 差分放大電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。差分放大

17、電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。共模電壓共模電壓增益較低增益較低三、電壓增益三、電壓增益2022-5-2 1= 2= VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO RC1=RC2= RC Rs1=Rs2= Rs2022-5-2一、輸入和輸出方式一、輸入和輸出方式雙端輸出雙端輸出(two-sided output)單端輸出單端輸出(one-sided input)雙端輸入雙端輸入(two-sided input)單端輸入單端輸入(single-sided input)雙入雙出雙入雙出 單入雙出單入雙出雙入單出雙入單出 單入單出

18、單入單出BQIIICQ2CQ1=eRRVVII12)(0sBEEEBQ2BQ1 二、靜態(tài)分析二、靜態(tài)分析(Q1(Q1、Q2)Q2)（空載）（空載）eRRVV12=sBEEEBEsBQBEQsBQVRIRIVVRIRIVVVVcCCCcCQCCECCE0(=)()2=C2C1ReIIIeBEEE1Re=RVVVIB)(eBEEEeBEEE=0=RVVRVV)(BEBEVRIVVRIVVVVcCCCcCCCECCE(=)()1B2B1=CIII三、動態(tài)分析（三、動態(tài)分析（Av、Ri、Ro）（1）雙端輸出時，通過對稱性實現(xiàn)；）雙端輸出時，通過對稱性實現(xiàn)；（2）單端輸出時，通過射極大電阻）單端輸出時，

19、通過射極大電阻Re降低降低共模信號放大倍數(shù)共模信號放大倍數(shù)來實現(xiàn)。來實現(xiàn)。雙出雙出vo=2vo1(vo2 )(單出單出)iRe=0聯(lián)體處為聯(lián)體處為“差模地差模地”零點漂移：零點漂移：放大電路的輸入端短路時，輸出端還有電壓輸出。放大電路的輸入端短路時，輸出端還有電壓輸出。抑制零點漂移的原理：抑制零點漂移的原理：溫度的變化，電溫度的變化，電源電壓的波動都會引起兩管集電極電流、源電壓的波動都會引起兩管集電極電流、集電極電壓的變化，其效果相當(dāng)于在差集電極電壓的變化，其效果相當(dāng)于在差分電路兩個輸入端加入了共模信號，由分電路兩個輸入端加入了共模信號，由于電路對稱，理想的情況下，輸出電壓于電路對稱，理想的情

20、況下，輸出電壓不變，從而抑制了零點漂移。不變，從而抑制了零點漂移。輸入共模信號：輸入共模信號：兩個輸入端各加一個大小相等，極性相同的信號電壓，即兩個輸入端各加一個大小相等，極性相同的信號電壓，即iciivvv21干擾信號或干擾信號或無用信號無用信號 多級多級直接耦合直接耦合放大電路的放大電路的輸入級輸入級常常采用差分式放大電路來抑制零點漂移采用差分式放大電路來抑制零點漂移 ，放大差模信號。放大差模信號。輸入差模信號：輸入差模信號：兩個輸入端各加一兩個輸入端各加一個大小相等，極性相反的信號電壓個大小相等，極性相反的信號電壓，即，即221/idiivvv一管電流增加，另一管電流減小，所以一管電流增

21、加，另一管電流減小，所以兩個輸出端有信號電壓輸出，為兩個輸出端有信號電壓輸出，為021CCovvv有用信號有用信號2022-5-2021iivv一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析輸入信號為零，即輸入信號為零，即20CQ21/IIIICQCQBEVRIVVCCQCCCEQ=021CQCQoVVV二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析輸入差模信號：輸入差模信號：兩個輸入端各加一兩個輸入端各加一個大小相等，極性相反的信號電壓個大小相等，極性相反的信號電壓，即，即221/idiivvv一管電流增加，另一管電流減小，所以一管電流增加，另一管電流減小，所以兩個輸出端有信號電壓輸出，為兩個輸出端有信號電壓輸出，為021CCovvv

22、有用信號有用信號輸入共模信號：輸入共模信號：兩個輸入端各加一個兩個輸入端各加一個大小相等，極性相的信號電壓，即大小相等，極性相的信號電壓，即iciivvv21干擾信號或干擾信號或有用信號有用信號021CCovvv2221idiciidicivvvvvv任意信號可分解為共模信號和差模信號任意信號可分解為共模信號和差模信號例：例：vi1=10mv, vi2=6mvmVvvvviiicic8221214mV2121iiididvvvv2221odocoodocovvvvvv 差模電壓增益差模電壓增益beCioiiooidovdrRvvvvvvvvA112121221 1、雙端輸入、雙端輸出、雙端輸入

23、、雙端輸出加負(fù)載電阻加負(fù)載電阻RL2LcLbeLvdRRRrRA/ （一）差模參數(shù)（一）差模參數(shù)（Avd、Rid、Ro） 差模輸入電阻差模輸入電阻beidrR2co2RR 輸出電阻輸出電阻二、動態(tài)分析二、動態(tài)分析 電路多用一個三極管，電壓增益未增加；電路多用一個三極管，電壓增益未增加； 通過共模負(fù)反饋對共模信號（主要為電源電壓中的干擾以及溫度的通過共模負(fù)反饋對共模信號（主要為電源電壓中的干擾以及溫度的 變化）進(jìn)行抑制；變化）進(jìn)行抑制；對差模信號（有用信號）進(jìn)行放大。對差模信號（有用信號）進(jìn)行放大。2 2、雙端輸入、單端輸出、雙端輸入、單端輸出becvdvdbecvdvdrRAArRAA2212

24、2121 差模電壓增益差模電壓增益 差模輸入電阻差模輸入電阻beidrR2coRR 輸出電阻輸出電阻用途用途: : 將差分信號轉(zhuǎn)換成單端信號，便于與后級放大電路實現(xiàn)共地，常用于將差分信號轉(zhuǎn)換成單端信號，便于與后級放大電路實現(xiàn)共地，常用于中間級中間級 ； 可通過從不同的集電極輸出得到與輸入電壓反相或同相的輸出電壓。可通過從不同的集電極輸出得到與輸入電壓反相或同相的輸出電壓。單入單入=雙入雙入vi1 = vi2 = vi /23 3、單端輸入、雙端輸出、單端輸入、雙端輸出ro 對對 Ie 分流分流極小，可忽極小，可忽略！略！beCvdrRA 差模輸入電阻差模輸入電阻beidrR2coRR2 輸出電

25、阻輸出電阻 差模電壓增益差模電壓增益4 4、單端輸入、單端輸出、單端輸入、單端輸出beCvdvdbeCvdvdrRAArRAA22122121 差模電壓增益差模電壓增益 差模輸入電阻差模輸入電阻beidrR2coRR 輸出電阻輸出電阻1、共模電壓增益（、共模電壓增益（vi1=vi2=vic）雙端輸出雙端輸出icoc2icoc1c=vvvvAv （二）共模參數(shù)（二）共模參數(shù)（Avc、Ric、Ro）0=icoc2oc1icoccvvvvvAv0bec21rrR)(oc2rR單端輸出單端輸出 共模共模電壓增益越小，抑制共模信號的電壓增益越小，抑制共模信號的能力越強(qiáng)，放大電路的性能越好。能力越強(qiáng)，放大

26、電路的性能越好。2、共模輸入電阻、共模輸入電阻3、輸出電阻、輸出電阻02121rrRcbei單端輸出coRR 雙端輸出coRR2cdCMRvvAAKdBlg20cdCMRvvAAK（2）單端輸出時共模抑制比）單端輸出時共模抑制比 共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標(biāo)，該值描述差分是差分放大器的一個重要指標(biāo)，該值描述差分放大電路對零漂的抑制能力，愈大愈好。放大電路對零漂的抑制能力，愈大愈好。AAKvcvdCMR（1）雙端輸出時）雙端輸出時KCMR為無窮大為無窮大beoocbecvcvdCMRrrrRrRAAK2211 （三）共模抑制比（三）共模抑制比KCMR)()()(2121

27、21o2iivdiivciivdicvcidvdvvAvvAvvAvAvAv)(idCMRicidvdicvcidvdvKvvAvAvAv1o 在設(shè)計放大電路時，應(yīng)使共模抑制比在設(shè)計放大電路時，應(yīng)使共模抑制比KCMR大于共模信號和差模大于共模信號和差模信號之比。信號之比。例題例題 圖示電路中，設(shè)圖示電路中，設(shè)T1、T2的的=200，VBE=0.7V，rbb=200，I0=1mA，Rc1=Rc2=Rc=10k， VCC=+10V， -VEE=-10V，試求，試求（1）電路的靜態(tài)工作點，）電路的靜態(tài)工作點，（2）雙端輸入、雙端輸出時的差模電壓增益）雙端輸入、雙端輸出時的差模電壓增益Avd、差模輸入

28、電阻、差模輸入電阻Rid、輸出電、輸出電阻阻Ro；（；（3）當(dāng)電流源的）當(dāng)電流源的ro=83k時，單端輸出時時，單端輸出時Avd1、 Avc和和KCMR1的值；的值；（4）當(dāng)電流源）當(dāng)電流源I0不變時，差模輸入電壓不變時，差模輸入電壓vid=0，共模輸入電壓，共模輸入電壓vic=+5V或或-5V時時的的VCE值各為多少？值各為多少？恒流源差分放大電路恒流源差分放大電路恒流源電流恒流源電流 IE =(VZ - - VBE3 )/ Re 例題例題 已知已知VCC=VEE=12V，三極管的，三極管的= 50，Rc=100 k ， Re=33 k， R=10 k， Rw=200，穩(wěn)壓管的，穩(wěn)壓管的Uz

29、=6V，R1=3 k，試估，試估算靜態(tài)工作點算靜態(tài)工作點Q、Avd。6.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性放大電路輸出放大電路輸出差模信號隨輸差模信號隨輸入差模信號變?nèi)氩钅Ｐ盘栕兓那€化的曲線（1）vi1-vi2=vid=0（靜態(tài)）時，（靜態(tài)）時，Vo1=Vo2=VCC -（Io/2）Rc；（2）vid在在0VT范圍內(nèi)，傳輸特性近似為線性，放大電路工作在放大區(qū)范圍內(nèi)，傳輸特性近似為線性，放大電路工作在放大區(qū)此時差模電壓增益與電流成正比；此時差模電壓增益與電流成正比；（3）vid在在VT 4VT范圍內(nèi)，傳輸特性呈非線性；范圍內(nèi)，傳輸特性呈非線性；（4）vid4VT或或vid-

30、4VT，一管趨于飽和，一管趨于截止，呈現(xiàn)較好的限，一管趨于飽和，一管趨于截止，呈現(xiàn)較好的限幅特性。幅特性。cmvdcmvdRgARgA212121CMOS MC14573集成電路運算放大器集成電路運算放大器BJTLM741集成運算放大器集成運算放大器741型集成運算放大器的簡化電路型集成運算放大器的簡化電路6.4 集成運算放大電路的主要參數(shù)和對電路的影響集成運算放大電路的主要參數(shù)和對電路的影響輸入級輸入級中間級中間級輸出級輸出級偏置電路偏置電路實質(zhì)：實質(zhì)： 集成運放是具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出集成運放是具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的多級直接耦合放大電路。電阻的多級直接耦合放大

31、電路。提供足夠大的電壓放大倍數(shù)；提供足夠大的電壓放大倍數(shù)；具有較大的輸入電阻，減小對前具有較大的輸入電阻，減小對前級的影響；級的影響；向輸出級提供大電流。向輸出級提供大電流。一般為電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓一般為電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器；跟隨器；具有較大的輸入電阻，減小對具有較大的輸入電阻，減小對前級的影響；前級的影響；具有較小的輸出電阻，提高帶具有較小的輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。負(fù)載能力。向各放大級提供合適向各放大級提供合適的偏置電流，確定各的偏置電流，確定各靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點抑制零漂溫漂，對抑制零漂溫漂，對集成電路的多項性集成電路的多項性能起決定性作用能起決定性作用 (a) 國家標(biāo)準(zhǔn)符號國家

32、標(biāo)準(zhǔn)符號 (b)原符號原符號 v+（vP）同相輸入端同相輸入端 v-（vN）反相輸入端反相輸入端 vo 輸出端輸出端 另外：正、負(fù)電源端，補(bǔ)償端和調(diào)零端等一一. 集成運放的符號集成運放的符號1. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓VIO 室溫室溫25時，時，使輸出電壓為零，輸入端所需的補(bǔ)償失調(diào)電壓。表征運使輸出電壓為零，輸入端所需的補(bǔ)償失調(diào)電壓。表征運放制造過程中電路的對稱程度和電位配合情況。放制造過程中電路的對稱程度和電位配合情況。 2. 輸入偏置電流輸入偏置電流IIB 集成運放兩個輸入端靜態(tài)電流的平均值，用于衡量差分放大對管輸入集成運放兩個輸入端靜態(tài)電流的平均值，用于衡量差分放大對管輸入電流的大小。

33、通常為電流的大小。通常為 10nA 10nA 1A1A。 3. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIO 在零輸入時，差分輸入級的差分對管靜態(tài)基極電流之差，用于表征輸在零輸入時，差分輸入級的差分對管靜態(tài)基極電流之差，用于表征輸入級差分對管的不對稱的程度，一般約為入級差分對管的不對稱的程度，一般約為1nA 1nA 0.1A 0.1A 。 4. 輸入失調(diào)電壓溫漂輸入失調(diào)電壓溫漂VIO/T 5. 輸入失調(diào)電流溫漂輸入失調(diào)電流溫漂IIO/T 二二. 集成運放的主要技術(shù)指標(biāo)集成運放的主要技術(shù)指標(biāo)(一一)輸入直流誤差特性輸入直流誤差特性(二二)差模特性差模特性1. 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益AVO 集成運放工

34、作在線性區(qū)時，在無外加反饋條件下的直流差模電集成運放工作在線性區(qū)時，在無外加反饋條件下的直流差模電壓增益。壓增益。2.開環(huán)帶寬開環(huán)帶寬BW（ fH ） 又稱為又稱為-3dB-3dB帶寬，即開環(huán)差模電壓增益下降帶寬，即開環(huán)差模電壓增益下降3dB3dB的頻率的頻率fH。3.單位增益帶寬單位增益帶寬BWG（ fT ） 開環(huán)差模電壓增益下降為開環(huán)差模電壓增益下降為1 1時的頻率時的頻率fT。4.差模輸入電阻差模輸入電阻rid和輸出電阻和輸出電阻ro5.最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Vidmax 運放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓，超過此電壓時運放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓，超過此電壓時, ,

35、其其中一差分對管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。中一差分對管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。(三三)共模特性共模特性1. 共模抑制比共模抑制比KCMR和共模輸入電阻和共模輸入電阻2. 最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓Vicmax 運放能承受的最大共模輸入電壓，超過此值時，共模抑制能力運放能承受的最大共模輸入電壓，超過此值時，共模抑制能力下降。下降。(四四)大信號動態(tài)特性大信號動態(tài)特性1.轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率SR 閉環(huán)狀態(tài)下，輸入大信號時，放大電路輸出信號對時間的最大閉環(huán)狀態(tài)下，輸入大信號時，放大電路輸出信號對時間的最大變化速率。變化速率。 2.全功率帶寬全功率帶寬BWP 運放輸出最大峰值電壓時允許的最高頻率。運放輸出最大峰值電壓時允許的最高頻率。(五五)電源特性電源特性1.電源電壓抑制比電源電壓抑制比KSVR 用