线性电子电路4.ppt

* 第三版童诗白 第四章　集成运算放大电路 4.1　集成运算放大电路概述 4.2　集成运放的指标及低频等效电路 第三版童诗白 本章重点和考点： 1.集成电路的特点。 2.理想集成运算放大电路（IC）的性能指标。 本章教学时数：　学时　 4.1　集成运算放大电路概述 集成电路简称 IC (Integrated Circuit) 集成电路按其功能分 数字集成电路 模拟集成电路 模拟集成电路类型 集成运算放大器；集成功率放大器；集成高频放大器；集成中频放大器；集成比较器；集成乘法器；集成稳压器；集成数/模或模/数转换器等。 集成电路的外形 　集成电路的外形 (a)双列直插式 (b)圆壳式 (c)扁平式 4.1.1　集成运放的电路结构特点 一. 对称性好，适用于构成差分放大电路。 　　二. 集成电路中电阻，其阻值范围一般在几十欧到几十千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。 　　三. 在芯片上制作三极管比较方便，常常用三极管代替电阻(特别是大电阻)。 　　四. 在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电路通常采用直接耦合电路方式。 　　五. 集成电路中的 NPN 、 PNP管的 ? 值差别较大，通常 PNP 的 ? ≤ 10 。常采用复合管的形式。 一、输入级 差分电路，大大减少温漂。 二、中间级 采用有源负载的共发射极电路，增益大。 三、输出级 互补对称 电路，带负载能力强 四、偏置电路 电流源电路，为各级提供合适的静态工作点。 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 实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。 图 4.1.1　集成运算的基本组成 4.1.3　集成运放的电压传输特性 图 4.1.2　集成运放的符号和电压传输特性 uO=　f(uP-uN) + Aod uP uN uO uO uP-uN 集成运放的两个输入端分别为同相输入端uP和反向输入端uN。 电压传输特性 输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即 uO uP-uN 集成运放的工作区域 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的情况： +UOM或-UOM UOM为输出电压的饱和电压。 +UOM -UOM 复习： 1.集成运放的电路结构特点？ 2.集成运放的组成部分？ 输入级常用什么结构？ 输出级常用什么结构？ 3.集成运放的二个工作区域？各自特点？ 4.2　集成运放电路简介 典型的集成运放 双极型集成运放 F007 CMOS 集成运放 C14573 一、引脚 4.2.1　双极型集成运放 F007 　F007 的引脚及连接示意图 (a) (b)连接示意图 1 2 3 4 8 7 6 5 二、电路原理图 图 4.3.1　F007 电路原理图 1. 偏置电路 +VCC T8 -VCC T9 T12 T13 T10 T11 R4 R5 I8 I3,4 IC9 IC10 IREF IC13 至输入级 至中间级 基准电流： 　　基准电流产生各放大级所需的偏置电流。 各路偏置电流的关系： IREF I11 IC10 I3, 4 IC9 IC8 IC12 IC13 微电流源 镜像电流源 输入级 镜像电流源 中间级 输出级 图 4.3.1-1　F007 的偏置电路 2. 输入级 　　T1、T2、T3、T4 组成共集 - 共基差分放大电路；　　T1、T2 基极接收差分输入信号。 T5、T6 有源负载； 　　T4 集电极送出单端输出信号至中间级。 uO 　　RW 调零电阻，R 外接电阻。 　　T7 与R2 组成射极输出器。 +VCC -VEE T6 R1 I3,4 IC10 IC9 R2 R3 R RW T4 T2 T7 T5 T3 T1 T8 T9 图 4. 3. 1-2 uI2 uI1 若暂不考虑 T7 和调零电路则电路可简化为： +VCC -VEE I3,4 T4 T2 T3 T1 I8 RC RC uI1 uI2 uO 　　(1). T1、T2 共集组态，具有较高的差模输入电阻和共模输入电压。 　　(2). 共基组态的 T3、T4，与有源负载 T5、T6 组合，可以得到很高的电压放大倍数。 　　(3). T3、T4 共基接法能改善频率响应。 　　(4). 该电路具有共模负反馈，能减小温漂，提高共模抑制比。 图 4.3.1.2 简化示意图 3. 中间级 图 4.3.1-3　中间级示意图 +VCC -VEE T15 T16 IC13 R7 ? T17 R8 30pF ? 　　输入来自 T4 和 T6集电极； 　　输出接在输出级的两个互补对称放大管的基极。 　　中间级 T16、 T17 组成复合管， T13 作为其有源负载