清华模电4章集成运算放大电路.ppt
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1、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 集成运放电路简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路 4.5 集成运放的种类及选择 4.6 集成运放的使用,第 4 章 集成运算放大电路,4.1 集成运算放大电路概述,集成运算放大电路是以半导体单晶硅为芯片,采用专门制造工艺将晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容等元件及它们的连线组成的完整电路制作在一起,使之具有特定功能。最初用于模拟信号运算如比例,求和等,简称集成运放。 集成运放:电压增益高 输入电阻大 输出电阻小,集成运放的特点: 1 采用直接耦合方式(硅片上不能制作大电容) 2 大量采用差放电路(作输入级)和恒流
2、源电路(作偏置电路或有源负载)。 3 允许采用复杂的电路形式提高性能 4 常用有源元件取代电阻(硅片上不宜制作高阻值电阻) 5 采用晶体管和场效应管的复合形式以得到各方面性能俱佳的效果。,4.1.2 集成运放电路组成及各部分的作用,4.1.3 集成运放的符号和电压传输特性,uo=Aod(uP-uN) 差模开环放大倍数Aod,通常非常高可达几十万倍。对理想运放:Aod Rid Ro=0,从外部看,可认为集成运放是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、能较好抑制温漂的差分放大电路。,4.2 集成运放中的电流源电路,基本电流源: 镜像电流源 比例电流源 微电流源 改进型
3、电流源电路: 加射极输出器的电流源 威尔逊电流,电流源电路可以为各级提供合适的静态电流,或作为有源负载,提高放大电路的放大能力。,镜像电流源 Ic1与Ic0成镜像关系,当R和VCC确定时, IC1也就随之确定。,加射极输出器的电流源,改进型电流源电路,减小基极电流的影响,提高输出电流与基准电流的传输精度,稳定输出电流,利用T2管的电流放大作用,使得镜像电流源中原来基极电流IB0和IB1对基准电流IR的分流,变成只有原分流的1/2,使IC1和IR可以保持良好的镜像关系,威尔逊电流源,T1管的作用与工作点稳定电路的Re相同。因为c-e间等效电阻非常大,所以可以使IC2高度稳定。,UBE1=UBE0
4、 IB1=IB0 IC2IE2 IC1 IC0 IR,多集电极管构成的多路电流源,4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路,4.输入失调电压UIO 输入电压为零时,在输入端所加的补偿电压。是表征运放 内部电路对称性的指标。值越小,对称性越好。,最大差模输入电压UIdmax 使PN结不发生反向击穿所允许的最大差模电压,大于此值,输入级将损坏。,7.最大共模输入电压UIcmax 输入级正常放大差模信号时允许输入的最大共模信号,集成运放的低频等效电路,4.5 集成运放的种类及选择,按供电方式:双电源供电、单电源供电 按集成度分:单运放、双运放、四运放 按制造工艺:双极型、CMOS型和BiMOS型 按
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