模擬電子技術(shù)基本教程第6章(13)集成運算放大電路

1、?LRiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. )R/)(R1 (r)R/)(R1 (A2i211be2i211u r/R/RR2be43i2be2L522rR/RAu21uuuAAA )/R)(R(1r/RRR i22be11i1i5o2oRRREEBEBBEER2IURIVCEBEEEEIRUVI 2 1EBII0 , BEBEUUU EEBER2IUBECCCCECCEURIVUUU cdAAcdAAlog20dOdduuA COccuuA 21IIduuuiCVCidVDovAvAv dIIuuu21211dIIuuu21212111iodduuAbeBCrRRd1

2、i2Od2d2AuuAiodduuA beBCd1i1O1rRRA2u2ubeBC1 i1od1o1drR2Ru2uuuAbeBC2i2od2o2drR2Ru2uuuAbeBLCdrR)R21/(RABbeid2RrRcoRR co2RR 021CococCoccuuuuuA2112)1 (cEbeBCCoccARrRRuuAccddouAuAu333cceceIUrC3C2C1CII21IIC2B1BI1IIBECCCCCEURIVUBEEUUbeBCdrRRAbeBCd2d1rR2RAA021vvvicococvcAOCObeCicoc1vc12r2r1BRrRRvvA%100VomPP4

3、43BERRRUU得得：434BERRRUU由由分分壓壓關(guān)關(guān)系系：11cbii211(1)bebiii22221(1)cbbiii1212112(1) cccbbiiiii 2V2UVU CCCESCCom值值最最大大輸輸出出電電壓壓最最大大有有效效L2CCL2omom2RV2RVP 最最大大輸輸出出功功率率L2oOOoRUUIP0LomLom1cRV) t(dtsinRV21IV1V2V1VPPPP2LomRVLomCC1CCV1RVVIVP0UL2CCVCES|RV2P 最最大大輸輸出出時時CComLomCCL2omVoVV4RV2VRV21PP0ULCCmaxCCES|RVi0UCCma

4、xCECES|V2umaxTCMPPCCCEO)BR(V2ULCCCMRVI)4(2=2omLOVTVVVRPPPomCComL22CCTmaxP2 . 0RVP 2CCEBiVUUu靜態(tài)時，2)2(CESCComUVU22CESCComUVUI2CIR,II2:R2C時時，當當RUVIBECCR且21 三級管三級管BEBEBEUUU21BCRIII21 則：則：BCII22 )21 (2CII I2 2I IC C2 2C C2 2 RUVIIEBCCRC31be1bLbe1bLce2ce1urRRrR)/R/r(rAbebLCVrRR/RAbeBCd2d1rR2RAAbeBCd2rR2RA

5、)R/L(22134IIIIICCCC024CCOiii341321cccccciiiiii，而42121122occcccbiiiiiii241(/ / /)ceceLberrRr2411(/ / /)2ooceceLdibbeui rrRAui r本章結(jié)束本章結(jié)束6.6 集成運放原理電路集成運放原理電路輸入級輸入級中間級中間級輸出級輸出級通用型集成運算放大器通用型集成運算放大器 741 簡化電路簡化電路輸入級輸入級V1、V3 和和 V2、V4共集共集-共基組合差分電路共基組合差分電路V5、V6有源負載有源負載中間級中間級V7、V8復(fù)合管，共發(fā)射極放大復(fù)合管，共發(fā)射極放大輸出級輸出級甲乙類互

6、補對稱甲乙類互補對稱功率放大電路功率放大電路 ( (OCL) )V11 V136.7 集成運放的主要技術(shù)指標和集成運放的種類集成運放的主要技術(shù)指標和集成運放的種類6.7.1 集成運放的主要技術(shù)指標集成運放的主要技術(shù)指標 1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod ：運放在無外加反饋條件下，輸出電壓的變化量與輸入電壓的變化量之比。2.差模輸入電阻差模輸入電阻rid ：輸入差模信號時，運放的輸入電阻。 3.共模抑制比共模抑制比 KCMR ：是差模電壓增益 Aod 與共模電壓增益 Aoc 之比，常用分貝數(shù)來表示。 KCMR=20lg(Aod / Aoc ) (dB)4.最大共模輸入電壓最大

7、共模輸入電壓Uicmax 5.最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Uidmax 6.輸入偏置電流輸入偏置電流IIB 7.輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IIO 和和輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓UIO8.輸入失調(diào)電流溫漂輸入失調(diào)電流溫漂dIIO /dT和輸入失調(diào)電壓溫漂和輸入失調(diào)電壓溫漂 dUIO /dT還有上限截止頻率還有上限截止頻率 fH、單位增益帶寬、單位增益帶寬 fc和轉(zhuǎn)換速率和轉(zhuǎn)換速率SR等等 6.7.1 集成運放的種類集成運放的種類 為滿足實際使用中對集成運放性能的特殊要求，除性能指為滿足實際使用中對集成運放性能的特殊要求，除性能指標比較適中的通用型運放外，發(fā)展了適應(yīng)不同需要的專用型標比較適中的通

8、用型運放外，發(fā)展了適應(yīng)不同需要的專用型集成運放。它們在某些技術(shù)指標上比較突出。集成運放。它們在某些技術(shù)指標上比較突出。 根據(jù)運算放大器的技術(shù)指標可以對其進行分類，主要有根據(jù)運算放大器的技術(shù)指標可以對其進行分類，主要有通用、高速、寬帶、高精度、高輸入電阻和低功耗等幾種。通用、高速、寬帶、高精度、高輸入電阻和低功耗等幾種。6.8 集成運放的使用注意事項集成運放的使用注意事項 集成運放在使用中常因以下三種原因被損壞：輸入信號過大，使PN結(jié)擊穿；電源電壓極性接反或過高；輸出端直接接“地”或接電源，此時，運放將因輸出級功耗過大而損壞。因此，為使運放安全工作，也需要從這三個方面進行保護。 圖6.8.1(a

9、)所示是防止差模電壓過大的保護電路，限制集成運放兩個輸入端之間的差模輸入電壓不超過二極管VD1、VD2的正向?qū)妷骸D6.8.1(b)所示是防止共模電壓過大的保護電路，限制集成運放的共模輸入電壓不超過+U至-U的范圍。1.輸入保護輸入保護+A+A 圖6.8.2所示為輸出端保護電路，限流電阻R與穩(wěn)壓管VZ構(gòu)成限幅電路，它一方面將負載與集成運放輸出端隔離開來，限制了運放的輸出電流，另一方面也限制了輸出電壓的幅值。當然，任何保護措施都是有限度的，若將輸出端直接接電源，則穩(wěn)壓管會損壞，使電路的輸出電阻大大提高，影響了電路的性能。2.輸出保護輸出保護圖6.8.2 輸出保護電路 A 為防止電源極性接反，

10、可利用二極管的單向?qū)щ娦?，在電源端串接二極管來實現(xiàn)保護，如圖6.8.3所示。由圖可見，若電源極性接錯，則二極管VD1、VD2不能導(dǎo)通，使電源被斷開。3.電源端保護電源端保護A6.1.4 多級放大電路的頻率響應(yīng)多級放大電路的頻率響應(yīng)1 1、多級放大電路頻率響應(yīng)的分析. 圖6.1.4 兩級放大電路的幅頻響應(yīng) 多級放大電路的下限頻率高于組成它的任一單級放大電路的下限頻率；而上限頻率則低于組成它的任一單級放大電路的上限頻率；通頻帶窄于組成它的任一單級放大電路的通頻帶。vi1vi2線性放大電路voiCVCidVDovAvAv 差模電壓增益差模電壓增益)v(v21vi2i1ic差分放大電路應(yīng)僅對差模信號具

11、有放差分放大電路應(yīng)僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大大能力，對共模信號不予放大.差模信號：差模信號：是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相反的信號。是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相反的信號。 vid = vid1 - vid2 ; vid1 = - vid2 = vid共模信號：共模信號：是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相同的信號。是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相同的信號。 vic = vic1 = vic2 任意輸入信號，幅度、極性都是任意的，它可以分解為一對差任意輸入信號，幅度、極性都是任意的，它可以分解為一對差模信號和一對共模信號的組合。模信號和一對共模信號的組合。111ici

12、divvv 21iiidvvv 共模電壓增益共模電壓增益ic2id2i2vvv幾種工作狀態(tài)幾種工作狀態(tài)在幾種工作狀態(tài)中，正弦信號整個周期內(nèi)的三極管導(dǎo)在幾種工作狀態(tài)中，正弦信號整個周期內(nèi)的三極管導(dǎo)通情況如下：通情況如下：乙類：乙類：導(dǎo)通角等于導(dǎo)通角等于180甲類：甲類：一個周期內(nèi)均導(dǎo)通一個周期內(nèi)均導(dǎo)通甲乙類：甲乙類：導(dǎo)通角大于導(dǎo)通角大于180如何解決效率低的問題？如何解決效率低的問題？辦法：辦法：降低降低Q點。點。既降低既降低Q點又不會引起截止失真的辦法：點又不會引起截止失真的辦法：采用采用推挽式電路，推挽式電路，或或互補對稱電路?；パa對稱電路。缺點：缺點：但又會引起截止失真。但又會引起截止失真

13、。iCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtO212121lnlnCCTEETBEBEIIUIIUUURUVIIBECCREFC)(11又晶體管發(fā)射極電流與b-e間電壓關(guān)系為TBEUUSEeII則SETBEIIUUln由兩只管子的特性完全相同22122eBEBEECRUUII222lnCREFeTCIRUII2 2、微電流源、微電流源 微電流源電路微電流源電路, ,接入接入Re2電阻得到一個比基準電流電阻得到一個比基準電流小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路和集小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路和集成放大器的前置級中。成放大器的前置級中。22212eEBEBEBERRIVVVVe I

14、C2 遠小于IREF ,。RVICCREF 當當R取取 幾幾k 時，時， IREF 為為mA量級，量級，而而I IC2C2可降至可降至 A A量級的微電流源。且量級的微電流源。且I IC2C2 的穩(wěn)定性也比的穩(wěn)定性也比IREF 的穩(wěn)定性好。的穩(wěn)定性好。222eBEECRVIIVBE很小很小 微電流源微電流源3. 比例電流源比例電流源 在鏡象電流源電路的基礎(chǔ)上，增加兩個發(fā)射極電阻，使兩個發(fā)射極電阻中的電流成一定的比例關(guān)系，即可構(gòu)成比例電流源。 因兩三極管基極對地電位相等， e2 E2e1E1 R IRI e2E2BE2e1E1BE1=RIURIUBE2BE1UU因REFC2IIe2e1E1E2RRII6.5.2 多路電流源多路電流源BREFCIIIREFCIIeREFeERIRI11eERI22eERI33eERI,111eeREFECRRIII,222eeREFECRRIII333eeREFECRRIII當較大時，由于各管的由于各管的、UBE相同，相同，當當IREF確定后，改變各確定后，改變各R