第四章-集成運算放大電路ok

集成運算放大電路第4章要點§4.1集成運算放大電路概述§4.2集成運放中的電流源電路§4.3集成運放電路分析4·1集成運算放大電路概述高性能的直接耦合多級放大電路，簡稱集成運放。4·1·1集成運放的電路特點(1)級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)和恒流源電路（作偏置電路或有源負載)；(3)不同形式的集成電路，只增加元件不增加工序，通常用復雜的電路形式來實現提高各方面性能的目的；(4)常采用復合管輸入級一般為差分放大電路中間級主放大級，多為有源負載的共射(源)電路輸出級互補輸出電路，帶載能力強偏置電路電流源電路，為各級提供合適靜態(tài)工作點輸入級偏置電路中間級輸出級+uouid4.1.2集成運放電路的組成及其各部分的作用uP

uNuo減少溫漂4.1.3集成運放的電壓傳輸特性+AoduPuNuO輸出電壓與兩個輸入端的電壓之間存在線性放大關系，即線性區(qū)域：Aod為差模開環(huán)放大倍數非線性區(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

集成運放電路中的晶體管和場效應管除了作為放大管，還構成電流源電路，為各級提供合適的靜態(tài)電流;或作為有源負載取代高阻值電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數。4.2集成運放中的電流源電路+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：由一對特性完全相同的管子組成；工作原理：當β足夠大時問題：若要求IC2更大,R的功耗增大,應當避免;若要求IC2更小,則R增大,在集成電路中不易實現;輸出電流基準電流二、比例電流源IC2+VCCT1T2RIC1IB1+IB2IRIE1IE2Re1Re2基準電流輸出電流使IC2可以大于或小于IR。Re1、Re2是電流負反饋電阻,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

利用一個基準電路去獲得多個不同的輸出電流。IC1+VCCTT1RICIRReRe1ΣIBIC2T2Re2IC3T3Re3IE1IEIE2IE3輸出電流：當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影響用電流源電路取代Rc，在集成運放中,用電流源取代Rc(或Rd),稱為有源負載。既可獲得合適的靜態(tài)電流，對于交流信號，又可得到很大的等效RC

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

RbT3T2T1IC2IC1uoui+–+–T1為放大管，T2與T3構成鏡像電流源，T2是T1的有源負載?；鶞孰娏黛o態(tài)空載，T1集電極靜態(tài)電流動態(tài)時rce1,rce2是動態(tài)時管子T1,T2集電極,發(fā)射極兩端的電阻二、有源負載差分放大電路+VCCRLT4T3T1IC3IC1ui+–uo+–IC4IC2I-VEET2T1、T2為放大管，T3與T4構成鏡像電流源，作T1和T2的有源負載。

使單端輸出電路的差模放大倍數近似等于雙端輸出時的差模放大倍數。動態(tài)分析：輸入差模信號△uI∵T3與T4構成鏡像電流源，∴4.3集成運放電路分析

（1）了解用途：了解電路的應用場合、用途和技術指標。（2）化整為零：將整個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）統觀整體：相互連接關系以及連接后實現的功能和性能。（5）定量計算：必要時可估算或利用計算機計算電路主要參數。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

對于集成運放電路，應首先找出偏置電路，然后根據信號流通順序，將其分為輸入級、中間級和輸出級電路。

若在集成運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基準電流。找出偏置電路雙端輸入、單端輸出差分放大電路以復合管為放大管、恒流源作負載的共射放大電路用UBE倍增電路消除交越失真的準互補輸出級三級放大電路簡化電路

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

通用型集成運放的Aod通常在105

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

開環(huán)差模電壓增益下降3dB時對應的頻率

；3、單位增益帶寬fc

開環(huán)差模電壓增益下降到0dB時對應的頻率

；4、共模抑制比KCMR:差模放大倍數與共模放大倍數之比的絕對值;5、差模輸入電阻rid:輸入差模信號時的輸入電阻;6、輸入失調電壓UIO:在室溫及標準電源電壓下，為了使集成運放的輸出電壓為零，在輸入端加的補償電壓；7、輸入失調電流IIO:當輸出電壓為零時，流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差：8、溫度漂移:溫度漂移是零點漂移的主要來源;(1)輸入失調電壓溫漂UIO/T在規(guī)定溫度范圍內，UIO的溫度系數；(2)輸入失調電流溫漂UIIO/T在規(guī)定溫度范圍內，IIO的溫度系數；UIO/T和IIO/T不能用外接調零裝置的辦法來補償；9、輸入偏置電流IIB:集成運放輸出電壓為零時，兩個輸入端靜態(tài)電流的平均值：10、最大差模輸入電壓Uidmax:兩個輸入端所能承受的最大電壓值，超過這個電壓值，運放輸入級某一側的晶體管將出現發(fā)射結反向擊穿；11、最大共模輸入電壓Uicmax:運放所能承受的最大共模輸入電壓，超過這個電壓值，運放的共模抑制比將顯著下降；12、最大輸出電流Iomax:運放所能輸出的正向或負向的峰值電流；13、轉換速率SR:表示集成運放對信號變化速度的適應能力,是衡量運放在大幅值信號作用時工作速度的參數,即：max4·5集成運放的種類及選擇1、按工作原理分類電壓放大型電流放大型跨導型互阻型2、按可控性分類可變增益運放選通控制運放3、按性能指標分類高阻型高速型高精度型低功耗型高壓型4、運放的選擇信號源的性質負載的性質精度要求環(huán)境條件根據:4·6集成運放的使用一、使用時必做的工作1、集成運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—負電源端7—正電源端1、5—外接調零電位器8—閑置端8腳、10腳、12腳、16腳……單運放、雙運放、四運放