第四章--集成运算放大电路ok讲课.ppt

集成运算放大电路 第4章 要 点 § 4.1 集成运算放大电路概述 § 4.2 集成运放中的电流源电路 § 4.3 集成运放电路分析 4·1 集成运算放大电路概述 高性能的直接耦合多级放大电路，简称集成运放。 4·1·1 集成运放的电路特点 (1) 级间采用直接耦合方式； 用有源器件取代电阻； (2) 相邻元件具有良好的对称性， 受环境温度和干扰 等影响后的变化也相同， 所以大量采用各种差分放大电路 (作输入级) 和恒流源电路（作偏置电路或有源负载)； (3) 不同形式的集成电路， 只增加元件不增加工序， 通常用复杂的电路形式来实现提高各方面性能的目的； (4) 常采用复合管 输入级 一般为差分放大电路 中间级 主放大级，多为有源负载的共射(源)电路 输出级 互补输出电路，带载能力强 偏置电路 电流源电路，为各级提供合适静态工作点 输入级 偏置电路 中间级 输出级 + ? uo uid 4.1.2 集成运放电路的组成及其各部分的作用 uP uN uo 减少温漂 4.1.3　集成运放的电压传输特性 + Aod uP uN uO 输出电压与两个输入端的电压 之间存在线性放大关系，即 线性区域： Aod为差模开环放大倍数 非线性区域： 输出电压只有两种可能： +UOM或-UOM UOM为输出电压的饱和电压。 uO uP-uN UOM -UOM 几十万倍 集成运放电路中的晶体管和场效应管除了作为放大管，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流; 或作为有源负载取代高阻值电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。 4.2　集成运放中的电流源电路 + uo – T1 Rc Rb ui1 +VCC T2 Rc Rb R3 -VEE ui2 T3 R2 R1 +VCC IR RL R Rb T3 T2 T1 IC2 IC1 uo ui + – + – 4·2·1 基本电流源电路 一、镜像电流源 IC2 +VCC T1 T2 R IC1 2IB IR 电路特点： 由一对特性完全相同的管子组成； 工作原理： 当β足够大时 问题： 若要求IC2更大, R的功耗增大, 应当避免; 若要求IC2更小, 则R增大, 在集成电路中不易实现; 输出电流 基准电流 二、比例电流源 IC2 +VCC T1 T2 R IC1 IB1+IB2 IR IE1 IE2 Re1 Re2 基准电流 输出电流 使IC2可以大于或小于IR。 Re1、Re2是电流负反馈电阻, 使IC1、IC2具有更高的温度稳定性。 而 忽略基极电流，可得 且 UBE1≈UBE2， IR≈IC1≈IE1 改变Re1 与 Re2 就可以获得和 IR 成不同比例的电流输出 。 4·2·3 多路电流源电路 利用一个基准电路去获得多个不同的输出电流。 IC1 +VCC T T1 R IC IR Re Re1 ΣIB IC2 T2 Re2 IC3 T3 Re3 IE1 IE IE2 IE3 输出电流： 当IR确定后， 改变各电流源射极电阻， 可获得不同比例的输出电流。 4·2·4 以电流源为有源负载的放大电路 在共射(共源)放大电路中, 增大Rc (或Rd), 可以提高电压 但是会影响 用电流源电路取代Rc， 在集成运放中, 用电流源取代Rc(或Rd), 称为有源负载。 既可获得合适的静态电流， 对于交流信号， 又可得到很大的等效RC 。 放大倍数; 放大电路的静态工作点。 一、有源负载共射放大电路 +VCC IR RL R Rb T3 T2 T1 IC2 IC1 uo ui + – + – T1为放大管， T2与T3构成镜像电流源， T2是T1的有源负载。 基准电流 静态空载，T1集电极静态电流 动态时 rce1,rce2是动态时管子T1,T2集电极,发射极两端的电阻 二、有源负载差分放大电路 +VCC RL T4 T3 T1 IC3 IC1 ui + – uo + – IC4 IC2 I -VEE T2 T1 、T2为放大管， T3与T4构成镜像电流源， 作T1和T2的有源负载。 使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的差模放大倍数。 动态分析： 输入差模信号△uI ∵T3与T4构成镜像电流源， ∴ 4.3 集成运放电路分析 （1）了解用途：了解电路的应用场合、