第四章-集成運(yùn)算放大電路ok

集成運(yùn)算放大電路第4章要點(diǎn)§4.1集成運(yùn)算放大電路概述§4.2集成運(yùn)放中的電流源電路§4.3集成運(yùn)放電路分析4·1集成運(yùn)算放大電路概述高性能的直接耦合多級(jí)放大電路，簡稱集成運(yùn)放。4·1·1集成運(yùn)放的電路特點(diǎn)(1)級(jí)間采用直接耦合方式；用有源器件取代電阻；(2)相鄰元件具有良好的對(duì)稱性，受環(huán)境溫度和干擾等影響后的變化也相同，所以大量采用各種差分放大電路(作輸入級(jí))和恒流源電路（作偏置電路或有源負(fù)載)；(3)不同形式的集成電路，只增加元件不增加工序，通常用復(fù)雜的電路形式來實(shí)現(xiàn)提高各方面性能的目的；(4)常采用復(fù)合管輸入級(jí)一般為差分放大電路中間級(jí)主放大級(jí)，多為有源負(fù)載的共射(源)電路輸出級(jí)互補(bǔ)輸出電路，帶載能力強(qiáng)偏置電路電流源電路，為各級(jí)提供合適靜態(tài)工作點(diǎn)輸入級(jí)偏置電路中間級(jí)輸出級(jí)+uouid4.1.2集成運(yùn)放電路的組成及其各部分的作用uP

uNuo減少溫漂4.1.3集成運(yùn)放的電壓傳輸特性+AoduPuNuO輸出電壓與兩個(gè)輸入端的電壓之間存在線性放大關(guān)系，即線性區(qū)域：Aod為差模開環(huán)放大倍數(shù)非線性區(qū)域：輸出電壓只有兩種可能：+UOM或-UOMUOM為輸出電壓的飽和電壓。uOuP-uNUOM-UOM幾十萬倍

集成運(yùn)放電路中的晶體管和場效應(yīng)管除了作為放大管，還構(gòu)成電流源電路，為各級(jí)提供合適的靜態(tài)電流;或作為有源負(fù)載取代高阻值電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數(shù)。4.2集成運(yùn)放中的電流源電路+uo

–T1

Rc

Rb

ui1

+VCC

T2

Rc

Rb

R3-VEE

ui2

T3

R2R1+VCCIRRLR

RbT3T2T1IC2IC1uoui+–+–4·2·1基本電流源電路一、鏡像電流源IC2+VCCT1T2RIC12IBIR電路特點(diǎn)：由一對(duì)特性完全相同的管子組成；工作原理：當(dāng)β足夠大時(shí)問題：若要求IC2更大,R的功耗增大,應(yīng)當(dāng)避免;若要求IC2更小,則R增大,在集成電路中不易實(shí)現(xiàn);輸出電流基準(zhǔn)電流二、比例電流源IC2+VCCT1T2RIC1IB1+IB2IRIE1IE2Re1Re2基準(zhǔn)電流輸出電流使IC2可以大于或小于IR。Re1、Re2是電流負(fù)反饋電阻,使IC1、IC2具有更高的溫度穩(wěn)定性。而忽略基極電流，可得且UBE1≈UBE2，IR≈IC1≈IE1改變Re1

與Re2

就可以獲得和IR

成不同比例的電流輸出。4·2·3多路電流源電路

利用一個(gè)基準(zhǔn)電路去獲得多個(gè)不同的輸出電流。IC1+VCCTT1RICIRReRe1ΣIBIC2T2Re2IC3T3Re3IE1IEIE2IE3輸出電流：當(dāng)IR確定后，改變各電流源射極電阻，可獲得不同比例的輸出電流。4·2·4以電流源為有源負(fù)載的放大電路

在共射(共源)放大電路中,增大Rc(或Rd),可以提高電壓但是會(huì)影響用電流源電路取代Rc，在集成運(yùn)放中,用電流源取代Rc(或Rd),稱為有源負(fù)載。既可獲得合適的靜態(tài)電流，對(duì)于交流信號(hào)，又可得到很大的等效RC

。放大倍數(shù);放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。一、有源負(fù)載共射放大電路+VCCIRRLR

RbT3T2T1IC2IC1uoui+–+–T1為放大管，T2與T3構(gòu)成鏡像電流源，T2是T1的有源負(fù)載?；鶞?zhǔn)電流靜態(tài)空載，T1集電極靜態(tài)電流動(dòng)態(tài)時(shí)rce1,rce2是動(dòng)態(tài)時(shí)管子T1,T2集電極,發(fā)射極兩端的電阻二、有源負(fù)載差分放大電路+VCCRLT4T3T1IC3IC1ui+–uo+–IC4IC2I-VEET2T1、T2為放大管，T3與T4構(gòu)成鏡像電流源，作T1和T2的有源負(fù)載。

使單端輸出電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時(shí)的差模放大倍數(shù)。動(dòng)態(tài)分析：輸入差模信號(hào)△uI∵T3與T4構(gòu)成鏡像電流源，∴4.3集成運(yùn)放電路分析

（1）了解用途：了解電路的應(yīng)用場合、用途和技術(shù)指標(biāo)。（2）化整為零：將整個(gè)電路分為各自具有一定功能的基本電路。（3）分析功能：定性分析每部分電路的基本功能和性能。（4）統(tǒng)觀整體：相互連接關(guān)系以及連接后實(shí)現(xiàn)的功能和性能。（5）定量計(jì)算：必要時(shí)可估算或利用計(jì)算機(jī)計(jì)算電路主要參數(shù)。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。一.讀圖方法二、

F007（

μA741

）電路分析

對(duì)于集成運(yùn)放電路，應(yīng)首先找出偏置電路，然后根據(jù)信號(hào)流通順序，將其分為輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)電路。

若在集成運(yùn)放電路中能夠估算出某一支路的電流，則這個(gè)電流往往是偏置電路中的基準(zhǔn)電流。找出偏置電路雙端輸入、單端輸出差分放大電路以復(fù)合管為放大管、恒流源作負(fù)載的共射放大電路用UBE倍增電路消除交越失真的準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)三級(jí)放大電路簡化電路

分解電路4·4集成運(yùn)放的性能指標(biāo)1、開環(huán)差模電壓增益Aod運(yùn)放工作在線性區(qū)，接入規(guī)定的負(fù)載，無負(fù)反饋情況下的直流差模電壓增益；

通用型集成運(yùn)放的Aod通常在105

(100dB)左右，且具有極好的低頻響應(yīng)；40801200106dB(M741)2、-3dB帶寬fH

開環(huán)差模電壓增益下降3dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率

；3、單位增益帶寬fc

開環(huán)差模電壓增益下降到0dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率

；4、共模抑制比KCMR:差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值;5、差模輸入電阻rid:輸入差模信號(hào)時(shí)的輸入電阻;6、輸入失調(diào)電壓UIO:在室溫及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在輸入端加的補(bǔ)償電壓；7、輸入失調(diào)電流IIO:當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差：8、溫度漂移:溫度漂移是零點(diǎn)漂移的主要來源;(1)輸入失調(diào)電壓溫漂UIO/T在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，UIO的溫度系數(shù)；(2)輸入失調(diào)電流溫漂UIIO/T在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，IIO的溫度系數(shù)；UIO/T和IIO/T不能用外接調(diào)零裝置的辦法來補(bǔ)償；9、輸入偏置電流IIB:集成運(yùn)放輸出電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均值：10、最大差模輸入電壓Uidmax:兩個(gè)輸入端所能承受的最大電壓值，超過這個(gè)電壓值，運(yùn)放輸入級(jí)某一側(cè)的晶體管將出現(xiàn)發(fā)射結(jié)反向擊穿；11、最大共模輸入電壓Uicmax:運(yùn)放所能承受的最大共模輸入電壓，超過這個(gè)電壓值，運(yùn)放的共模抑制比將顯著下降；12、最大輸出電流Iomax:運(yùn)放所能輸出的正向或負(fù)向的峰值電流；13、轉(zhuǎn)換速率SR:表示集成運(yùn)放對(duì)信號(hào)變化速度的適應(yīng)能力,是衡量運(yùn)放在大幅值信號(hào)作用時(shí)工作速度的參數(shù),即：max4·5集成運(yùn)放的種類及選擇1、按工作原理分類電壓放大型電流放大型跨導(dǎo)型互阻型2、按可控性分類可變?cè)鲆孢\(yùn)放選通控制運(yùn)放3、按性能指標(biāo)分類高阻型高速型高精度型低功耗型高壓型4、運(yùn)放的選擇信號(hào)源的性質(zhì)負(fù)載的性質(zhì)精度要求環(huán)境條件根據(jù):4·6集成運(yùn)放的使用一、使用時(shí)必做的工作1、集成運(yùn)放的外引線金屬殼封裝(F007)12345678雙列直插式封裝(LM741)12348765

LM741

2—反相輸入端3—同相輸入端6—輸出端4—負(fù)電源端7—正電源端1、5—外接調(diào)零電位器8—閑置端8腳、10腳、12腳、16腳……單運(yùn)放、雙運(yùn)放、四運(yùn)放