(4)--3-集成运算放大电路.ppt
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1、第四章第四章 集成运算放大电路集成运算放大电路第四章 集成运算放大电路4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 集成运放中的电流源集成运放中的电流源4.3 4.3 集成运放的电路分析及其性能指标集成运放的电路分析及其性能指标4.14.1 概述一、一、集成运放的特点集成运放的特点二、二、集成运放电路的组成集成运放电路的组成三、三、集成运放的电压传输特性集成运放的电压传输特性 一、集成运放的特点(1 1)直接耦合方式,充分利用管子性能良好的一致性采用)直接耦合方式,充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大电路和电流源电路。差分放大电路和电流源电路。(2 2)用复杂电路实现高性能的放大电路,因为电路的
2、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)采用复合管。)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、集成运放电路的组成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
3、,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输入级输入级输入级输入级: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,输入端耐压高。中间级中间级中间级中间级: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。输出级输出级输出级输出级: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。偏置电路偏置电路偏置电路偏置电路:为各为各级
4、放大电路设置级放大电路设置合适的静态工作合适的静态工作点。采用电流源点。采用电流源电路。电路。几代产品中输入级的变化最大!几代产品中输入级的变化最大!几代产品中输入级的变化最大!几代产品中输入级的变化最大!三、集成运放的电压传输特性 由于由于Aod高达几十万倍,所以集成运放工作在线性区时的高达几十万倍,所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压最大输入电压(uPuN)的数值仅为几十一百多微伏。的数值仅为几十一百多微伏。在线性区:在线性区:uOAod(uPuN)Aod是开环差模放大倍数。是开环差模放大倍数。非线非线性区性区 (uPuN)的数值大于一定值时,的数值大于一定值时,集成运放的输出不是集成
5、运放的输出不是UOM,就是就是UOM,即集成运放工作在非线性区。,即集成运放工作在非线性区。uO=f(uP-uN)4.24.2 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。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吗?馈吗?基准电流基准电流二、微电流源设计过程很简单,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
6、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?1.1.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
7、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?使单端输出电路使单端输出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。静态:静态:动态:动态:4.34.3 集成运放的电路分析及其性能指标二、读图举例二、读图举例三、集成运放的性能指标三、集成运放的性能指标一、读图方法一、读图方法一、读图方法(1 1)了解用途:)了解用途:)了解用途:)了解用途: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。(2 2)化整为零:)化整为零:)化整为零:)化整为零:将整个电路图分为各自具有
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