模電6-集成電路運(yùn)算放大器

1、6 集成電路運(yùn)算放大器學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.了解電流源的構(gòu)成、恒流特性及其在放大電路中的作用。2.正確理解直接耦合放大電路中零點(diǎn)漂移（簡(jiǎn)稱零漂）產(chǎn)生的原因，以及零漂指標(biāo)的定義方法。3.熟練掌握差模信號(hào)、共模信號(hào)、差模增益、共模增益和共模抑制比的基本概念。4.熟練掌握差分放大電路的組成、工作原理以及抑制零點(diǎn)漂移的原理。5.熟練掌握差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算，以及輸出輸入相位關(guān)系。6.了解集成運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各部分功能、特點(diǎn)。7.了解集成運(yùn)放主要參數(shù)的定義，以及他們對(duì)運(yùn)放性能的影響。參考資源說明1.清華大學(xué) 童詩(shī)白 主編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)有關(guān)章節(jié)2.高文煥、劉潤(rùn)生編電子線路基礎(chǔ)3.王小海編集成電

2、子技術(shù)教程4.王遠(yuǎn)編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書5.陳大欽編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問答、例題、試題主要內(nèi)容6.1 集成電路運(yùn)算放大器中的電流源6.2 差分式放大電路6.3 集成電路運(yùn)算放大器6.4 集成電路運(yùn)算放大器的主要參數(shù)*6.5 專用型集成電路運(yùn)算放大器*6.6 放大電路中的噪聲與干擾6.1 集成電路運(yùn)算放大器中的電流源 鏡像電流源 微電流源 多路電流源 電流源作有源負(fù)載1. 鏡像電流源恒流特性VBE2=VBE1I=IIC2C1REF=VCC-VBERIE2=IE1VCCR（三極管工作狀態(tài)）無論Rc的值如何， IC2的電流值將保持不變。交流電阻RVTo=IT由于T2的集電極電流基本不變。所以交流

3、量I 0 Ro=VTTIT一般Ro在幾百千歐以上精度更高的鏡像電流源由于增加了T3，使IC2更加接近IREF2. 微電流源II=VBE1-VBE2C2E2Re2=VBERe2由于 V BE 很小，所以IC2也很小3. 多路電流源4. 電流源作有源負(fù)載共射電路的電壓增益為：A=Vo=-(Rc/RL)VrbeVi對(duì)于此電路Rc就是鏡像電流源的交流電阻，因此增益為6.2 差分式放大電路6.2.0 概述 直接耦合放大電路 零點(diǎn)漂移 差分式放大電路中的一般概念6.2.1 基本差分式放大電路 電路組成及工作原理 抑制零點(diǎn)漂移原理 主要指標(biāo)計(jì)算 幾種方式指標(biāo)比較6.2.2 FET差分式放大電路6.2.3 差

4、分式放大電路的傳輸特性6.2.0 概述1. 直接耦合放大電路可以放大直流信號(hào)# 為什么一般的集成運(yùn)算放大器都要采用直接耦合方式？零漂：輸入短路時(shí)，輸出仍有緩慢變化輸入短路時(shí)，輸出仍有緩慢變化 主要原因：溫度變化引起，也稱溫漂。溫漂指標(biāo)：溫度每升高1度時(shí)，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。 AV=-RLrbe 比用電阻Rc就作負(fù)載時(shí)提高了。例如：假設(shè) AV1=100, AV2=100, AV3=1 。若第一級(jí)漂了100 uV，則輸出漂移 1 V。若第二級(jí)也漂了100 uV，則輸出漂移 10 mV。 （第一級(jí)是關(guān)鍵）3. 減小零漂的措施用非線性元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償調(diào)制解調(diào)方式。如

5、“斬波穩(wěn)零放大器”采用差分式放大電路4. 差分式放大電路中的一般概念v id = v i1 - v 差模信號(hào) i2AVC=1vic=(vi1+vi2)共模信號(hào) 2AVD='vovid''vovic差模電壓增益 共模電壓增益'+vo''=AVDvid+AVCvic總輸出電壓 vo=vo根據(jù)1、2兩式又有 vi1=vic+KCMR=vid2vi2=vic-vid2AVD共模抑制比反映抑制零漂能力的指標(biāo) AVC6.2.1 基本差分式放大電路1. 電路組成及工作原理靜態(tài)IC1=IC2=IC=1I0V=VCE1CE22=VCC-ICRC-VE=VCC-IC

6、RC-(-0.7)IB1=IB1=IC動(dòng)態(tài)和僅輸入差模信號(hào)，v i1 v i2 大小相等，相位相反。vc1 和 vc2 大小相等，相位相vo=vc1-vc20 ，反。 信號(hào)被放大。2. 抑制零點(diǎn)漂移溫度變化和電源電壓波動(dòng)，都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢(shì)是相同的，其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號(hào)。差分式放大電路對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)抑制作用。3. 主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模電壓增益<A> 雙入、雙出 （雙入、雙出交流通路）AVD=vovo1-vo22vR=o1=-cvidvi1-vi22vi1rbe接入負(fù)載時(shí)A =-VD(Rc/RL)rbevo1vo11=AVDvid2vi12(R

7、c/RL)=-2rbe=-1 <B> 雙入、單出 接入負(fù)載時(shí) AVD1=AVDRc2rbe<C> 單端輸入ro>>re等效于雙端輸入指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同入（2）共模電壓增益<A> 雙端輸出共模信號(hào)的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。voc =voc1-voc20所以ro AVC1抑制零漂能力增強(qiáng)共模增益AVC=<B> 單端輸出voc0vic-RcRc A=voc1=voc2=-VC1vicvicrbe+(1+)2ro2ro（3）共模抑制比 KCMR=AVDAVCKCMR=20lgAVDdBAVCKCMR雙端輸出，理想情況 =roAK

8、CMR單端輸出 =VD1AVC1rbeKCMR 越大，抑制零漂能力越強(qiáng)。vicv=Av(1+)VD1id單端輸出時(shí)的總輸出電壓 o1KCMRvid（4）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號(hào)。 4. 幾種方式指標(biāo)比較輸出方式AVD-AVCKCMR雙出1-單出 雙出(Rc/RL)rbe1-單出(Rc/RL)2rbe(Rc/RL)rbe0(Rc/RL)2rbeR/RL-c2ro-0 -Rc/RL2ro rorberorbe輸出方式RidRicRo雙出2rbe單出 雙出2rbe單出1rbe+(1+)2ro22RcRc2Rc1rbe+(1+)2ro2Rc6.2.2 FET差分式放大電路1. 電路組成 2. 差模增益 與共源電路相同AVD2=vo21=+gmRdvid23. 差模輸入電阻Rid=Rg1=1 M6.2.3 差分式放大電路的傳輸特性iC1=f(vid)iC2=f(vid)圖中縱坐標(biāo)為 iC1/I06.3 集成電路運(yùn)算放大器6.3.1 簡(jiǎn)單的集成電路運(yùn)算放大器6.3.2 通用型集成電路運(yùn)算放大器6.3.1 概述簡(jiǎn)單的集成電路運(yùn)算放大器集成運(yùn)放的特點(diǎn)：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小6.3.2 通用型集成電路運(yùn)算放大器簡(jiǎn)化電路6.4 集成電路運(yùn)算放大器的主要參數(shù)1. 輸入失調(diào)電壓VIO2. 輸入偏置電流IIB3. 輸入失調(diào)電流IIO4. 溫度漂移