集成运算放大电路课件.ppt

1、 第六章 集成运算放大电路6.1 6.1 多级放大电路多级放大电路6.2 6.2 集成集成运算放大电路简介运算放大电路简介6.6 6.6 集成运放的电路分析集成运放的电路分析6.3 6.3 差分放大电路差分放大电路6.4 6.4 功率放大电路功率放大电路6.5 6.5 集成运放集成运放中的电流源电路中的电流源电路 6.1 多级放大电路一、多级放大电路的耦合方式一、多级放大电路的耦合方式二、多级放大电路的动态分析二、多级放大电路的动态分析三、多级放大电路的频率响应三、多级放大电路的频率响应 一、多级放大电路的耦合方式 Q点相互独立点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，。不能放大变化缓慢

2、的信号，低频特性差，不能集成化。不能集成化。共源电路共源电路共集电路共集电路 利用电容连接信号利用电容连接信号源与放大电路、放大源与放大电路、放大电路的前后级、放大电路的前后级、放大电路与负载，为阻容电路与负载，为阻容耦合。耦合。1.阻容耦合为满足性能的多方面要求，需采用多级放大电路。为满足性能的多方面要求，需采用多级放大电路。2.直接耦合既是第一级的集电极电阻，既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的信能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，号，便于集成化，Q点相互点相互影响，影响，存在零点漂移现象。存在零点漂移现象。当输入信号为零时，前级由温度变化所

3、引起的电流、电当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。位的变化会逐级放大。共射电路共射电路共射电路共射电路直接直接连接连接输入为零，输出输入为零，输出产生变化的现象产生变化的现象称为零点漂移称为零点漂移求解求解Q点时应按各回路列多元一次方程，然后解方程组。点时应按各回路列多元一次方程，然后解方程组。为什么为什么NPN型管型管和和PNP型管要混合使用？型管要混合使用？可能是实际的负载，也可能是实际的负载，也可能是下级放大电路可能是下级放大电路3.变压器耦合L2L2c21RIRIPPl，理想变压器情理想变压器情况下，负载上获况下，负载上获得的功率等于原得的功率等于原边消

4、耗的功率。边消耗的功率。，实现了阻抗变换。L221L2c2L)(RNNRIIRl从变压器原从变压器原边看到的等边看到的等效电阻效电阻 Q点相互独立，能够实现阻抗变换点相互独立，能够实现阻抗变换。不能放大变化缓慢的。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。信号，低频特性差，不能集成化。二、动态参数分析1.电压放大倍数 njujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1io2.输入电阻i1iRR 3.输出电阻nRRoo 对电压放大电路的要求：对电压放大电路的要求：Ri大，大，Ro小，小，Au的数值的数值大，最大不失真输出电压大。大，最大不失真输出电压大。)(1(L72be6i2RRrRR

5、21L7beL72i24m1)()1()()1()(uuuuuAAARRrRRARRgA213iRRRR1be2647orRRRR2.分析举例 三、多级放大电路的频率响应1.讨论：一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互影响）的幅频特性均如图所示。影响）的幅频特性均如图所示。6dB3dBfLfH0.643fH1121lg40lg20lg20lg20uuuuAAAAfL fL1，fH fH1，频带变窄！，频带变窄！2.多级放大电路的频率响应与各级的关系 ),2,1(bwbwHHLLnkffffffkkknkknkkf.ff.f12HH12LL1111

6、11 对于对于n级放大电路，若各级的下、上限频率分别为级放大电路，若各级的下、上限频率分别为fL1 fLn、fH1 fHn，整个电路的下、上限频率分别为，整个电路的下、上限频率分别为fL、fH，则，则nkknkukuAA11 lg20lg20由于由于求解使增益下降求解使增益下降3dB的频的频率，经修正，可得率，经修正，可得1.1为修正系数为修正系数 讨论一 失真分析：由失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路型管组成的两级共射放大电路共射放共射放大电路大电路共射放共射放大电路大电路iuou饱和失真？截止失真？饱和失真？截止失真？首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。首先确定在哪一级

7、出现了失真，再判断是什么失真。比较比较Uom1和和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时，则可判断在输入信号逐渐增大时哪一级首先出现失真。哪一级首先出现失真。在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。讨论二：放大电路的选用按下列要求组成两级放大电路：按下列要求组成两级放大电路：o Ri12k，Au 的数值的数值3000；o Ri 10M，Au的数值的数值300；o Ri100200k，Au的数值的数值150；o Ri 10M，Au的数值的数值10，Ro100。共射、共射

8、；共射、共射；共源、共射；共源、共射；共集、共射；共集、共射；共源、共集。共源、共集。注意级联时两级注意级联时两级的相互影响！的相互影响！讨论三已知某放大电路的幅频特性如图所示，讨论下列问题：已知某放大电路的幅频特性如图所示，讨论下列问题：1.该放大电路为几级放大电路该放大电路为几级放大电路?2.耦合方式耦合方式?3.在在 f 104Hz 时，增益下降多少？附加相移时，增益下降多少？附加相移？4.在在 f 105Hz 时，附加相移时，附加相移？5.画出相频特性曲线；画出相频特性曲线；6.fH？?uA 讨论四：电路如图所示：电路如图所示 1.若所有的电容容量都相同，若所有的电容容量都相同，则下限

9、频率等于多少？则下限频率等于多少？2.信号频率为信号频率为0时电压放大时电压放大倍数的表达式？倍数的表达式？1beb2b1s1)(CrRRR2Lc2)(CRR eb2b1sbeee)1(CRRRrRCC)RRRr(rb2b1sbbeb两式无本质两式无本质区别区别若电容值均相等，若电容值均相等，则则e 1、2 信号频率为0时电压放大倍数的表达式)j(1)j(1)j(1)j(1jjjHLeL21LLeL21LmffffffffffffffAAuu 21 21 21 211LL22L11LCeeffff 6.2 集成运放电路简介一、集成运放电路的特点一、集成运放电路的特点二、集成运放的方框图二、集成

10、运放的方框图 一、集成运放的特点（1 1）集成电路中不能制作大电容，故采用直接耦合方式。）集成电路中不能制作大电容，故采用直接耦合方式。（2 2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂化并不带来工艺的复杂性。化并不带来工艺的复杂性。（3 3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。的大电阻。（4 4）集成运放相邻元件参数具有很好的一致性，故可构成）集成运放相邻元件参数具有很好的一致性，故可构成较理想的差分放大电路和电流源电路。较理想的差分放大电路和电流源电路。（5 5）采用复

11、合管。）采用复合管。集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。二、集成运放电路的方框图两个两个输入端输入端一个一个输出端输出端 若将集成运放看成为一个若将集成运放看成为一个“黑盒子黑盒子”，则可等效为一个，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。双端输入、单端输出的差分放大电路。集成运放电路四个组成部分的作用前置级，多采用差分放大电路。要求前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，大，Ad大，大，Ac小，输入端耐压高。小，输入端耐压

12、高。主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。的放大能力。功率级，多采用准互补输出级。要求功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最小，最大不失真输出电压尽可能大。大不失真输出电压尽可能大。为各级为各级放大电路设置合适放大电路设置合适的静态工作点。采的静态工作点。采用电流源电路。用电流源电路。6.36.46.5 6.3 差分放大电路一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因二、二、基本基本差分放大电路差分放大电路三、三、具有恒流源的具有恒流源的差分放大电路差分放大电路四、四、差分放大电路的四种接法差分放大电路的四种接法五、差分

13、放大电路的改进五、差分放大电路的改进 一、零点漂移现象及其产生的原因1.什么是零点漂移现象：uI0，uO0的现象。的现象。2 2.产生原因产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路典型电路：差分放大电路 二、基本差分放大电路在理想对称的情况下：在理想对称的情况下：1.克服零点漂移；克服零点漂移；2.零输入零输出；零输入零输出；3.抑制共模

14、信号；抑制共模信号；4.放大差模信号。放大差模信号。动态参数：动态参数：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR1.电路组成:对称性对称性Rb1=Rb2Rc1=Rc2在任何温度下在任何温度下T1和和T2的特性的特性和参数均完全相同。和参数均完全相同。2.Q点分析eBEQEEEQ2RUVI1EQBQIIBEQcCQCCCEQURIVURb是必要的吗？是必要的吗？eEQBEQbBQEE2RIURIV晶体管输入回路方程：晶体管输入回路方程：通常，通常，Rb较小，且较小，且IBQ很小，故很小，故选合适的选合适的VEE和和Re就就可得合适的可得合适的Q02CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1

15、CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIII 3.抑制共模信号 0)()(C2CQ2C1CQ1C2C1Ouuuuuuu0 cIcOccAuuA，参数理想对称时，参数理想对称时共模放大倍数共模放大倍数C21CC21CB21Buuiiii共模信号：数值相等、极性相同的共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即输入信号，即IcI2I1uuu 3.抑制共模信号：Re的共模负反馈作用的共模负反馈作用0 cIcOccAuuA参数理想对称时参数理想对称时共模放大倍数共模放大倍数Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号对于每一边电对于每

16、一边电路，路，Re=?如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。4.放大差模信号C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiiiiE1=iE2，Re中电流不变，即中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。对差模信号无反馈作用。2/IdI2I1uuu差模信号：数值相等，极性相反差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即的输入信号，即2Idu2Idu )(2bebBIdrRiu为什么？为什么？差模信号作用时的动态分析bebLcd)2(rRRRA差模放大倍数差模放大倍数IdOdduuA)2(2L

17、cCOdRRiu 2)(2cobebiRRrRR，cdCMRAAK 三、具有恒流源的差分放大电路 Re 越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端输出时的强，单端输出时的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放越大，差分放大电路的性能越好。大电路的性能越好。但为使静态电流不变，但为使静态电流不变，Re 越大，越大，VEE越大，以越大，以至于至于Re太大就太大就不合理了。不合理了。需在低电源条件下，需在低电源条件下，设置合适的设置合适的IEQ，并得到，并得到得到趋于无穷大的得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源取代解决方法：采用电流源取代Re！具有恒流源差分

18、放大电路的组成3BEQEE2123EB32RUVRRRIII，等效电阻等效电阻为无穷大为无穷大近似为近似为恒流恒流 在实际应用时，信号源需要有在实际应用时，信号源需要有“接地接地”点，以避免点，以避免干扰；或负载需要有干扰；或负载需要有“接地接地”点，以安全工作。点，以安全工作。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。入双端输出、单端输入单端输出。四、差分放大电路的四种接法 1.双端输入单端输出cCQCCCQ2LcCQ

19、CCLcLCQ1)(RIVURRIVRRRU 由于输入回路没有变由于输入回路没有变化，所以化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但与双端输出时一样。但是是UCEQ1 UCEQ2。（1）Q点分析点分析 （2 2）双端输入单端输出的动态分析）双端输入单端输出的动态分析ebebLcc)1(2)(RrRRRAbebLcd)(21rRRRAcobebi)(2RRrRR，)(2)1(2bebebebCMRrRRrRK对差模信号的等效电路对差模信号的等效电路对共模信号的等效电路对共模信号的等效电路 （3 3）双端输入单端输出电路问题的讨论）双端输入单端输出电路问题的讨论bebLcd)(21rRRR

20、A（1）T2的的Rc可以短路吗？可以短路吗？（2）什么情况下）什么情况下Ad为为“”？（3）双端输出时的）双端输出时的Ad是单端输出时的是单端输出时的2倍吗？倍吗？)(2)1(2bebebebCMRrRRrRKcobebi)(2RRrRR，2.单端输入双端输出共模输入电压共模输入电压差模输入电压差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：在输入信号作用下发射极在输入信号作用下发射极的电位变化吗？说明什么？的电位变化吗？说明什么？2/IIcIIduuuu，2.单端输入双端输出问题讨论：问题讨论：（1）UOQ产生的原因？产生的原因？（2）如何减

21、小共模输出）如何减小共模输出电压？电压？OQIcIdO2UuAuAu测试测试:差模输出差模输出共模输出共模输出静态时的值静态时的值 3.四种接法的比较：电路：电路参数参数理想对称条件下理想对称条件下输入方式：输入方式：Ri均为均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。单端输入时有共模信号输入。输出方式：输出方式：Q点、点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。均与之有关。coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA双端输出：cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1(2 )1(2)()(2)(RRrR

22、RrRKRrRRRArRRRA单端输出：1)RW取值应大些？还是小些？取值应大些？还是小些？2)RW对动态参数的影响？对动态参数的影响？3)若若RW滑动端在中点，写出滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。的表达式。2)1(WbebcdRrRRAWbebi)1()(2RrRR五、差分放大电路的改进1.加调零电位器 RW doidmd2 RRRRgA，2.场效应管差分放大电路 若若uI1=10mV，uI2=5mV，则，则uId=？uIc=？uId=5mV，uIc=7.5mV讨论一讨论二1、uI=10mV，则，则uId=?uIc=?2、若、若Ad=102、KCMR103用直流表测用直流表测uO，uO

23、=?uO=Ad uId+Ac uIc+UCQ1=?=?=?uId=10mV，uIc=5mV 6.4 功率放大电路一、概述一、概述二、二、OCL电路电路三、其它类型的功率放大电路三、其它类型的功率放大电路 一、概述1.功率放大电路研究的问题（1）性能指标：输出功率和效率。：输出功率和效率。若已知若已知Uom，则可得，则可得Pom。L2omomRUP 最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。（2）分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。：因大信号作用，故应采用图解法。（3）晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。：根据极限参数选择晶体管。在功放中，晶体

24、管集电极或发射极电流的最大值接近在功放中，晶体管集电极或发射极电流的最大值接近最大集电极电流最大集电极电流ICM，管压降的最大值接近，管压降的最大值接近c-e反向击穿电反向击穿电压压U(BR)CEO，集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗集电极消耗功率的最大值接近集电极最大耗散功率散功率PCM。称为工作在尽限状态。称为工作在尽限状态。2.对功率放大电路的要求（1 1）甲类方式：）甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态（2 2）乙类方式：）乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态（3 3）甲乙类方式：晶体管

25、）甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态在信号的多半个周期处于导通状态（1 1）输出功率尽可能大）输出功率尽可能大:即在电源电压一定的情况下，最大即在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大。不失真输出电压最大。（2 2）效率尽可能高）效率尽可能高:即电路损耗的直流功率尽可能小，静态即电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为时功放管的集电极电流近似为0。3.晶体管的工作方式 互补输出级是直接耦合的功率放大电路。互补输出级是直接耦合的功率放大电路。对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小；负载电阻对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小；负载电阻上无直流功耗；上无

26、直流功耗；最大不失真输出电压最大。最大不失真输出电压最大。二、OCL电路射极输出形式射极输出形式静态工作静态工作电流小电流小输入为零时输出为零输入为零时输出为零 双电源供电时双电源供电时Uom的峰值接的峰值接近电源电压。近电源电压。单电源供电单电源供电Uom的峰值接近的峰值接近二分之一电源电压。二分之一电源电压。符合要符合要求吗？求吗？1.输出级的要求 2.基本电路静态时静态时T1、T2均截止，均截止，UB=UE=0(1)(1)特征：特征：T1、T2特性理想对称。特性理想对称。(2)(2)静态分析静态分析T1的输入特性的输入特性理想化特性理想化特性 （3）动态分析动态分析ui正半周，电流通路为

27、正半周，电流通路为 +VCCT1RL地，地，uo=ui 两只管子交替工作，两路电源交替供电，两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。双向跟随。ui负半周，电流通路为负半周，电流通路为 地地 RL T2 -VCC，uo=ui 4.交越失真消除失真的方法：消除失真的方法：设置合适的静态工作点。设置合适的静态工作点。信号在零附近两信号在零附近两只管子均截止只管子均截止开启开启电压电压 静态时静态时T1、T2处于临界导通状态，处于临界导通状态，有信号时至少有一只导通；有信号时至少有一只导通；偏置电路对动态性能影响要小。偏置电路对动态性能影响要小。5.消除交越失真的互补输出级ib2b1D2D1B1

28、B2uuuUUU动态：静态：倍增电路故称之为，则若BEBE443B1B2B2UURRRUII 6.复合管复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。21)1)(1(211BE ii 不同类型的管子复合后，其不同类型的管子复合后，其类型决定于类型决定于T1管。管。目的：增大目的：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。，减小前级驱动电流，改变管子的类型。iB方向决定复方向决定复合管的类型合管的类型 7.准互补输出级 BE545EB3BE2BE1)1(URRUUU静态时：ib3b1uuu动态时：为保持输出管的良好对称性，输出管应为同类型晶体管。为保持

29、输出管的良好对称性，输出管应为同类型晶体管。大！大！然后求出电源的平均功率，然后求出电源的平均功率，CCC(AV)VVIP效率效率VomPPL2omomRUP在已知在已知RL的情况下，先求出的情况下，先求出Uom，则，则8.OCL电路输出功率和效率的分析计算求解输出功率和效率的方法：求解输出功率和效率的方法：(1)(1)输出功率输出功率2CESCComUVUL2CESCCom2)(RUVP数值较大数值较大不可忽略不可忽略大功率管的大功率管的UCES常为常为23V。(2)(2)效率效率LCESCCCCCC 0 LCESCCV)(2 )d(sin1RUVVtVtRUVPCCCESCCVom4 VU

30、VPP电源电源电流电流 (3)(3)晶体管的极限参数晶体管的极限参数CMLCCmaxCIRViCEO(BR)CCmaxCE2UVutRtUtUVP d sin)sin(21LOM 0 OMCCTPT对对UOM求导，并令其为求导，并令其为0，可得，可得CCCCOM 6.02VVU 在输出功率最大时，因管压降最小，在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。集电极电流最小，故管子损耗也不大。管子功耗与输出电压峰值的关系为管子功耗与输出电压峰值的关系为管压降管压降发射极电流发射极电流 L22CCTmax RVP

31、0om0om2TmaxL2CComCESCESCES2.0220UUPPPRVPU，则，则若若因此，选择晶体管时，其极限参数因此，选择晶体管时，其极限参数L2CCmaxTCMCCmaxCECEO(BR)LCCmaxCCM22.02RVPPVuURViI将将UOM代入代入PT的表达式，可得的表达式，可得李彦旭 三、其它类型集成功率放大电路1.1.OTL 电路 单电源供电、零输入时零输出，最大不失真输出电压峰单电源供电、零输入时零输出，最大不失真输出电压峰-峰峰值接近电源电压。值接近电源电压。2CCEBIVUUu静态时，输入电压的正半周：输入电压的正半周：VCCT1CRL地地 C 充电。充电。输入

32、电压的负半周：输入电压的负半周：C 的的“”T2地地RL C“”C 放电。放电。C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。OTL电路低频特性差。电路低频特性差。2)2(CESCComUVU 2.2.BTL 电路 输入电压的正半周：输入电压的正半周：VCC T1 RL T4地地输入电压的负半周：输入电压的负半周：VCC T2 RL T3地地22CESCComUVU是双端输入、双端输是双端输入、双端输出形式，输入信号、负出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。载电阻均无接地点。管子多，损耗大，使管子多，损耗大，使效率低。效率低。单电源供电、零输入时零输出、最

33、大不失真输出电压峰值单电源供电、零输入时零输出、最大不失真输出电压峰值比比OTL电路更大，低频特性好电路更大，低频特性好。单电源供电，单电源供电，低频特性差。低频特性差。双电源供电，双电源供电，效率高，低频特性好。效率高，低频特性好。单电源供电，单电源供电，低频特性好；双端输入双端低频特性好；双端输入双端输出。输出。3.功率放大电路的种类应当注意：应当注意：以上最大输出功率和效率的分析仅从功率放以上最大输出功率和效率的分析仅从功率放大电路自身角度考虑，而在实用电路中功放总是多级放大电路自身角度考虑，而在实用电路中功放总是多级放大电路的末级电路，因而最大输出功率还与前级电路是大电路的末级电路，因

34、而最大输出功率还与前级电路是否能够提供足够大信号有关。否能够提供足够大信号有关。单电源供电，能够输出特大功单电源供电，能够输出特大功率，率，笨重，效率低，低频特性差。笨重，效率低，低频特性差。6.56.5 集成运放中的电流源一、镜像电流源一、镜像电流源二、微电流源二、微电流源三、多路电流源三、多路电流源四、有源负载四、有源负载 一、镜像电流源T0 和和 T1 特性完全相同。特性完全相同。B0B1BE0BE1IIUU，CCB10B0CR2IIIIIIRC 2II，则若在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。电路中有负反电路中有负反馈

35、吗？馈吗？基准电流基准电流RUVI)(BECCRRC2IICC0C1III 二、微电流源eBE1BE0E1)(RUUITBE1BE0TBEe eSE1E0SEU)UU(UUIIIII，eE1E10ETBE10BElnRIIIUUURUVIIIIIBE0CCR C0 E01C 1E设计过程很简单，首先确定设计过程很简单，首先确定IE0和和IE1，然后选定，然后选定R和和Re。超越超越方程方程Re要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。三、多路电流源 根据所需静态电流，来根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。选取发射极电阻的数值。根据所需静态电流，来根据

36、所需静态电流，来确定集电结面积。确定集电结面积。根据所需静态电流，根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。来确定沟道尺寸。四、有源负载哪只管子为放大管？哪只管子为放大管？其集电结静态电流约为多少？其集电结静态电流约为多少？静态时静态时UIQ为多少？为多少？为什么要考虑为什么要考虑 h22?be1bLce2ce11)(rRRrrAu用于共射放大电路 2.用于差分放大电路电路的输入、输出方式？电路的输入、输出方式？如何设置静态电流？如何设置静态电流？静态时静态时iO约为多少？约为多少？动态时动态时iO约为约为多少？多少？C1C3C4C2C1，iiiiiC1C2C4O2 iiii 使单端输出电路使单端输出

37、电路的差模放大倍数近的差模放大倍数近似等于双端输出时似等于双端输出时的差模放大倍数。的差模放大倍数。0 C2C4Oiii静态：静态：C2C4C3C4C1C3C2C1IIIIIIII，动态：动态：6.66.6 集成运放的电路分析一、读图方法一、读图方法二、二、原理电路的分析原理电路的分析三、集成运放的性能指标三、集成运放的性能指标 一、读图方法了解要分析的电路的应用场合、用途和技术了解要分析的电路的应用场合、用途和技术指标。指标。将整个电路图分为各自具有一定功能的基本将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路。电路。定性分析每一部分电路的基本功能和性能。定性分析每一部分电路的基本功能和性能。电路

38、相互连接关系以及连接后电路实现的功电路相互连接关系以及连接后电路实现的功能和性能。能和性能。必要时可估算或利用计算机计算电路的主要必要时可估算或利用计算机计算电路的主要参数。参数。已知电路图，分析其原理和功能、性能。已知电路图，分析其原理和功能、性能。二、原理电路的分析 若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则这个电流往往是偏置电路中的基准电流。这个电流往往是偏置电路中的基准电流。IR微电流源微电流源镜像电流源镜像电流源 按信号流通顺序分析放大电路部分双端输入、单端输双端输入、单端输出差分放大电路出差分放大电路以复合管为放大管、以复合管为放大

39、管、恒流源作负载的共射恒流源作负载的共射放大电路放大电路用用UBE倍增电路消除倍增电路消除交越失真的交越失真的准互补准互补输出级输出级 三、集成运放的主要性能指标 o 开环差模增益开环差模增益 Aod 106dB o 差模输入电阻差模输入电阻 rid 2M o 共模抑制比共模抑制比 KCMR 90dB o 输入失调电压输入失调电压 UIO 1mV 0o UIO的温漂的温漂d UIO/dT()几几V/0o 输入失调电流输入失调电流 IIO(IB1-IB2)20nA 0o IIO的温漂的温漂d IIO/dT()几几nA/0 o 最大共模输入电压最大共模输入电压 UIcmax 13Vo 最大差模输入

40、电压最大差模输入电压 UIdmax 30Vo-3dB带宽带宽 fH 10Hz o 转换速率转换速率 SR(=duO/dtmax)0.5V/S 20lgAod使使uO为为0在输入端所加的补偿电压在输入端所加的补偿电压超过此值不能正常放大超过此值不能正常放大差模信号差模信号超过此值输入级放大管击穿超过此值输入级放大管击穿 讨论一1.输入级采用什么措施增大放大倍数？输入级采用什么措施增大放大倍数？2.中间级采用什么措施增大电压放大倍数？中间级采用什么措施增大电压放大倍数？3.如何消除交越失真？如何消除交越失真？4.uI1、uI3哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？

41、有源负载有源负载有源负载有源负载复合管共射放大电路复合管共射放大电路增大输入级的负载电阻增大输入级的负载电阻_+_+反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端积累电流放积累电流放大系数大系数超超管管 讨论二根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是：已知现有集成运放的类型是：通用型通用型 高阻型高阻型 高速型高速型 低功耗型低功耗型 高压型高压型 大功率型大功率型 高精度型高精度型（1）作低频放大器，应选用）作低频放大器，应选用 。（2）作宽频带放大器，应选用）作宽频带放大器，应选用 。（3）作幅值为）作幅值为1V以下微弱信号的测量放大器，应选用以下微弱信号的测量放大器，应选用 。（4）作内阻为）作内阻为100k信号源的放大器，应选用信号源的放大器，应选用 。（5）负载需）负载需5A电流驱动的放大器，应选用电流驱动的放大器，应选用 。（6）要求输出电压幅值为）要求输出电压幅值为80V的放大器，应选用的放大器，应选用 。（7）宇航仪器中所用的放大器，应选用）宇航仪器中所用的放大器，应选用 。