北京航空航天大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件-第四章 集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用

1、第4章 集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用4.1 集成運(yùn)算放大電路概述4.4 集成運(yùn)放的性能指標(biāo)4.2 集成運(yùn)放中的電流源電路. 1 集成運(yùn)算放大電路概述.1.1 集成電路的特點(diǎn)1. 元器件參數(shù)的一致性和對(duì)稱(chēng)性好（第一級(jí)差放)；2. 多采用直接耦合；3. 電阻的阻值受到限制，大電阻常用三極管有源負(fù)載代替；集成電路就是采用一定的工藝，將晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、二極管、電阻、電容等許多元器件組成的具有完整功能的電路制作在同一塊半導(dǎo)體基片上，然后加以封裝所構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。由于其集成度高、體積小、功能強(qiáng)、功耗低、外部連線(xiàn)及焊點(diǎn)少，從而大大提高了電子設(shè)備的可靠性和靈活性，實(shí)現(xiàn)了元件、電路與系統(tǒng)的緊密結(jié)合。集成電路最初多

2、用于各種模擬信號(hào)的運(yùn)算上，故被稱(chēng)為集成運(yùn)算放大電路。其有如下特點(diǎn)：uiuou4.1.3 集成運(yùn)算放大器的符號(hào)輸出端反相輸入端同相輸入端u+uouiupuN模電電路 4.1.3 運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性 uo= f ( ui ) , 其中 ui = uP uN +uiupuNuo電壓傳輸特性非線(xiàn)性區(qū)：線(xiàn)性區(qū)：UOMUOMuiuO0差模開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod: 線(xiàn)性區(qū)的斜率4.4 集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo)1.最大輸出電壓UOM；2.開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod;3.差模輸入電阻rid；4.輸出電阻ro ；5.共模抑制比KCMR；除上述主要技術(shù)指標(biāo)外，還有許多其他指標(biāo)。圖4.4.2 簡(jiǎn)化的集成運(yùn)放低頻等

3、效電路u+u理想運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)1. Aod=；2.rid= ；3.ro=0;4.KCMR =；5.UIo及溫漂、IIo及溫漂、IIB均為零。理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性UOMUOMUOMUOM實(shí)際運(yùn)放理想運(yùn)放 uo= f ( ui ) , 其中 ui = uP uN u0ui0uiu00+uiupuNuo理想運(yùn)放工作在線(xiàn)性區(qū):虛短.1.2 集成運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 集成運(yùn)放的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖輸入級(jí)偏置電路輸出級(jí)中間級(jí)輸入級(jí) 差分放大器輸出級(jí) 射極輸出器或互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大器中間級(jí) 電壓放大器(復(fù)合管CE)靜態(tài)偏置電路 由各種電流源電路組成uPuNuo4.2 集成運(yùn)放中的電流源電路電

4、流源電路的應(yīng)用提供靜態(tài)(Q點(diǎn))偏置電路做有源負(fù)載在CE中代替RC在差放中代替RC和RE鏡像電流源Ic1IR忽略永遠(yuǎn)工作在放大區(qū)和飽和區(qū)的臨界線(xiàn)上IC1: 恒流源用特性曲線(xiàn)估算法靜態(tài)時(shí)T0,T1完全一致提供靜態(tài)偏置電路在CE中代替RC?uI中應(yīng)含有基極靜態(tài)偏置Q點(diǎn)？uiT1RbRT2T3uo沒(méi)接RLRUorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1C2rbe2 Ib22rbe3 Ib33E2B2B3C3E3Ib2Ib3恒流源RUorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1C2rbe2 Ib22rbe3 Ib33E2B2B3C3E3Ib2Ib3T2,T3完全一致Uorbe1 Ib1Ib11UiR

5、bB1C1E1C2RE2B2B3C3E3Uorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1C2RE2B2B3C3E3RRL矛盾解決矛盾Uorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1C2Rrbe2 Ib22rbe3 Ib33E2B2B3C3E3rce1 rce2 rce3 Uorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1C2RE2B2B3C3E3rce1 rce2 rce3 Ib2Ib3沒(méi)有矛盾Uorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1C2E2rce1 rce2 C2Uorbe1 Ib1Ib11UiRbB1C1E1E2rce1 rce2 RL有源負(fù)載在CE中代替RC,即用rce1/rce2

6、代替RC,提高了電壓放大倍數(shù)在差放中代替RC和RE代替RE，抑制共模干擾效果好，KCMR大。代替Rc1、 Rc2 ，提高差模放大量。且：?jiǎn)纬鯝d雙出Ad這個(gè)鏡像電流源不再是恒流源了！ bRC/RLRB+rbeAd=12以前T2單端輸出T1T2+VCCVEEIERL12uid12uidT3T4uo作業(yè)：4.5,4.6,uo上全接負(fù)載只作動(dòng)態(tài)分析求Q點(diǎn),+VCC-VEE-+-T1T3T2T4T5+VCC-VEE+-T1T3T2T4T5+VCC-VEE-+-T1T3T2T4T5圖4.3.5 C14573電路圖幾級(jí)放大? 每一級(jí)的作用?恒流源的電流多少?Q點(diǎn)分析?T7 的D,S反了轉(zhuǎn)移特性GsDDs代替RD圖4.3.6 C14573的放大電路部分求圖4.3.4 F324的簡(jiǎn)化電路原理圖求+ VCC-VCC+-求Q點(diǎn),RET1T2FET1FET2FET3FET4+ VCC-VCC+-RET1T2FET1FET2FET3FET4轉(zhuǎn)移特性+ VCC-VCC+-RET1T2FET1FET2FET3FET4例: 求靜態(tài)工作點(diǎn)和差模增益,差模輸入