




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、模 擬 電 子 技 術(shù)第第 4 4 章章4.1 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路4.5 通用集成運(yùn)放通用集成運(yùn)放4.6 集成運(yùn)放的主要參數(shù)和低頻等效電路集成運(yùn)放的主要參數(shù)和低頻等效電路4.3 差分放大電路差分放大電路4.2 集成運(yùn)放概述集成運(yùn)放概述4.4 集成運(yùn)放偏置電路中的電流源電路集成運(yùn)放偏置電路中的電流源電路 模 擬 電 子 技 術(shù)級(jí)間耦合問(wèn)題級(jí)間耦合問(wèn)題多級(jí)放大電路的分析多級(jí)放大電路的分析4.1多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路模 擬 電 子 技 術(shù) 為什么要多級(jí)放大?為什么要多級(jí)放大?在第2章,我們主要研究了由一個(gè)晶體管組成基本放大電路,它們的電壓放大倍數(shù)一般只有幾十倍。但是在實(shí)際應(yīng)用中,往往需要放大
2、非常微弱的信號(hào),上述的放大倍數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了獲得更高的電壓放大倍數(shù),可以把多個(gè)基本放大電路連接起來(lái),組成“多級(jí)放大電路”。其中每一個(gè)基本放大電路叫做一“級(jí)”,而級(jí)與級(jí)之間的連接方式則叫做“耦合方式”。 實(shí)際上,單級(jí)放大電路中也存在電路與信號(hào)源以及負(fù)載之間的耦合問(wèn)題。引言引言模 擬 電 子 技 術(shù)極間耦合形式:極間耦合形式:直接直接耦合耦合A1A2電路簡(jiǎn)單,能放大交、直流電路簡(jiǎn)單,能放大交、直流信號(hào),信號(hào),“Q” 互相影響,零互相影響,零點(diǎn)點(diǎn)漂移嚴(yán)重。漂移嚴(yán)重。阻容阻容耦合耦合A1A2各級(jí)各級(jí) “Q” 獨(dú)立,只放大交獨(dú)立,只放大交流流信號(hào),信號(hào)頻率低時(shí)耦合電信號(hào),信號(hào)頻率低時(shí)耦合電容容抗大。
3、容容抗大。變壓變壓 器器耦合耦合A1A2用于選頻放大器、用于選頻放大器、功率放大器等。功率放大器等。模 擬 電 子 技 術(shù)光電耦合光電耦合模 擬 電 子 技 術(shù)1、阻容耦合、阻容耦合阻容耦合是通過(guò)電容器將后級(jí)電路與前級(jí)相連接,其方阻容耦合是通過(guò)電容器將后級(jí)電路與前級(jí)相連接,其方框圖所示??驁D所示。阻容耦合放大電路的方框圖模 擬 電 子 技 術(shù)單級(jí)阻容耦合放大電路兩極阻容耦合放大電路模 擬 電 子 技 術(shù)1)各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。由于電容器隔直流而 通交流,所以它們的直流通路相互隔離、相互獨(dú)立的,這樣就給設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來(lái)很大方便。 2)在傳輸過(guò)程中,交流信號(hào)損失少。只要耦合電容選得 足夠
4、大,則較低頻率的信號(hào)也能由前級(jí)幾乎不衰減地 加到后 級(jí),實(shí)現(xiàn)逐級(jí)放大。優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):3)電路的溫漂小。4)體積小,成本低。模 擬 電 子 技 術(shù)缺點(diǎn):缺點(diǎn):2)低頻特性差;1)無(wú)法集成;3)只能使信號(hào)直接通過(guò),而不能改變其參數(shù)。2、 變壓器耦合變壓器耦合變壓器可以通過(guò)磁路的耦合把一次側(cè)的交流信號(hào)傳送到二次側(cè),因此可以作為耦合元件。變壓器耦合的兩級(jí)放大電路模 擬 電 子 技 術(shù)為什么要講變壓器耦合?為什么要講變壓器耦合?因?yàn)樽儔浩髟趥魉徒涣餍盘?hào)的因?yàn)樽儔浩髟趥魉徒涣餍盘?hào)的同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。圖4-5 變壓器的等效電路工作原理:n1II, nU
5、U2121L22222211LRnIUnnInUIUR模 擬 電 子 技 術(shù)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1)變壓器耦合多級(jí)放大電路前后級(jí)的靜態(tài)變壓器耦合多級(jí)放大電路前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。因?yàn)樽儔浩鞑荒軅魉椭绷餍盘?hào)。2)變壓器耦合多級(jí)放大電路基本上沒(méi)有溫漂現(xiàn)象。變壓器耦合多級(jí)放大電路基本上沒(méi)有溫漂現(xiàn)象。3)變壓器在傳送交流信號(hào)的同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)電流、)變壓器在傳送交流信號(hào)的同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。電壓以及阻抗變換。缺點(diǎn):缺點(diǎn): 1)高頻和低頻性能都很差;)高頻和低頻性能都很差;2)體積大,成本高,無(wú)法集成。)體積大,成本高,無(wú)法集成。模 擬 電 子 技
6、 術(shù)3 直接耦合直接耦合直接耦合的兩級(jí)放大電路存在兩個(gè)問(wèn)題:存在兩個(gè)問(wèn)題:1)T1處于飽和處于飽和2)采用同類(lèi)型的管子,使集電極電位一直升高,從而限制了級(jí)數(shù)的進(jìn)一步提高.(1)直接耦合的具體形式模 擬 電 子 技 術(shù)為了解決這個(gè)問(wèn)題:可以采用如下的辦法。為了解決這個(gè)問(wèn)題:可以采用如下的辦法。T1處于飽和處于飽和1)T1處于飽和處于飽和模 擬 電 子 技 術(shù)(a)RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a) 加入電阻加入電阻RE2方法一:方法一:模 擬 電 子 技 術(shù)RRB1C1R C2uiuoTT12RUz z+VDz zCC(b)在)在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管方法二
7、:方法二:模 擬 電 子 技 術(shù)RRB1C1R E2uiuoTT12RC2VCC+2)級(jí)數(shù)不能太多級(jí)數(shù)不能太多可以在電路中采用不同類(lèi)型的管子,即可以在電路中采用不同類(lèi)型的管子,即NPN和和PNP管配合使用,如下管配合使用,如下圖所示。圖所示。利用利用NPN型管和型管和PNP型管進(jìn)行電平移動(dòng)型管進(jìn)行電平移動(dòng)模 擬 電 子 技 術(shù)(1)電路可以放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)電路可以放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)。由于級(jí)間是直接耦合,所以電路可以放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)。(2)便于集成便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻,沒(méi)有電容器和電感器,因此便于集成。缺點(diǎn):缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)
8、不獨(dú)立,相互影響。會(huì)給設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)試帶來(lái)不便。(2)引入了零點(diǎn)漂移問(wèn)題。零點(diǎn)漂移對(duì)直接耦合放大電路的影響比較嚴(yán)重。(2)直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn))直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)模 擬 電 子 技 術(shù)(3)直接耦合放大電路中的零點(diǎn)漂移問(wèn)題)直接耦合放大電路中的零點(diǎn)漂移問(wèn)題1)何謂零點(diǎn)漂移?)何謂零點(diǎn)漂移?2)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因3)零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性及其抑制方法)零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性及其抑制方法電阻,管子參數(shù)的變化,電源電壓的波動(dòng)。如果采用高精度電阻并經(jīng)經(jīng)過(guò)老化處理和采 用高穩(wěn)定度的電源,則晶晶體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因。體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要
9、原因。如果零點(diǎn)漂移的大小足以和輸出的有用信號(hào)相比擬,就無(wú)法正確地將兩者加以區(qū)分。因此,為了使放大電路能正常工作,必須有效地抑制零點(diǎn)漂移。模 擬 電 子 技 術(shù)注意:為什么只對(duì)直接耦合多級(jí)放大電路注意:為什么只對(duì)直接耦合多級(jí)放大電路提出這一問(wèn)題呢?原來(lái)溫度的變化和零點(diǎn)提出這一問(wèn)題呢?原來(lái)溫度的變化和零點(diǎn)漂移都是隨時(shí)間緩慢變化的,如果放大電漂移都是隨時(shí)間緩慢變化的,如果放大電路各級(jí)之間采用阻容耦合,這種緩慢變化路各級(jí)之間采用阻容耦合,這種緩慢變化的信號(hào)不會(huì)逐級(jí)傳遞和放大,問(wèn)題不會(huì)很的信號(hào)不會(huì)逐級(jí)傳遞和放大,問(wèn)題不會(huì)很?chē)?yán)重。但是,對(duì)直接耦合多級(jí)放大電路來(lái)嚴(yán)重。但是,對(duì)直接耦合多級(jí)放大電路來(lái)說(shuō),輸入級(jí)
10、的零點(diǎn)漂移會(huì)逐級(jí)放大,在輸說(shuō),輸入級(jí)的零點(diǎn)漂移會(huì)逐級(jí)放大,在輸出端造成嚴(yán)重的影響。特別時(shí)當(dāng)溫度變化出端造成嚴(yán)重的影響。特別時(shí)當(dāng)溫度變化較大,放大電路級(jí)數(shù)多時(shí),造成的影響尤較大,放大電路級(jí)數(shù)多時(shí),造成的影響尤為嚴(yán)重。為嚴(yán)重。模 擬 電 子 技 術(shù)抑制零點(diǎn)漂移的方法:抑制零點(diǎn)漂移的方法:1)采用恒溫措施,使晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽,因此設(shè)備復(fù)雜,成本高。2)采用溫度補(bǔ)償法。就是在電路中用熱敏元件或二極管(或晶體管的發(fā)射結(jié))來(lái)與工作管的溫度特性互相補(bǔ)償。最有效的方法是設(shè)計(jì)特殊形式的放大電路,用特性相同的兩個(gè)管子來(lái)提供輸出,使它們的零點(diǎn)漂移相互抵消。這就是“差動(dòng)放大電路”的設(shè)計(jì)思想。3)采用
11、直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。4)各級(jí)之間采用阻容耦合。模 擬 電 子 技 術(shù)4)零點(diǎn)漂移大小的衡量)零點(diǎn)漂移大小的衡量uIdr= uOdr/Au TuOdr是輸出端的漂移電壓;uIdr就是溫度每變化1折合到放大電路輸入端的漂移電壓。T是溫度的變化;Au是電路的電壓放大倍數(shù);模 擬 電 子 技 術(shù)4. 光電耦合光電耦合光電耦合方式是通過(guò)光電耦合器件實(shí)現(xiàn)的光電耦合方式是通過(guò)光電耦合器件實(shí)現(xiàn)的 .模 擬 電 子 技 術(shù)思路:根據(jù)電路的約束條件和管子的思路:根據(jù)電路的約束條件和管子的IB、IC和和IE的相互的相互關(guān)系,列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn),則關(guān)系,列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn)
12、,則應(yīng)以此為突破口,簡(jiǎn)化求解過(guò)程。應(yīng)以此為突破口,簡(jiǎn)化求解過(guò)程。4.1.2多級(jí)放大電路的分析多級(jí)放大電路的分析1、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析變壓器耦合變壓器耦合 同第二章單級(jí)放大電路同第二章單級(jí)放大電路阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合模 擬 電 子 技 術(shù)思路:根據(jù)電路的約束條件和管子的思路:根據(jù)電路的約束條件和管子的IB、IC和和IE的相互的相互關(guān)系,列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn),則關(guān)系,列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn),則應(yīng)以此為突破口,簡(jiǎn)化求解過(guò)程。應(yīng)以此為突破口,簡(jiǎn)化求解過(guò)程。例4-1 圖4-8是一個(gè)輸入短路的兩級(jí)直接耦合放大電路,計(jì)算IBQ1、ICQ1、UCE
13、Q1和IBQ2、ICQ2、UCEQ2的值。設(shè)VT1、VT2的值分別是1=50, 2=35,穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=4V,UBEQ1=UBEQ2=0.7V。模 擬 電 子 技 術(shù)圖48 例4-1所用的圖模 擬 電 子 技 術(shù)例4-2 如果將上例圖中VT2管射級(jí)所接穩(wěn)壓管VDZ改為電阻RE2,取消電阻R,其余電路和參數(shù)不變,要求靜態(tài)輸出電壓仍為UOQ=7.1V, 問(wèn)RE2應(yīng)為多大?圖4-9 例4-2所用的圖模 擬 電 子 技 術(shù)例4-3 如果在電路中給定了RE2的值,要求計(jì)算UOQ=?圖411 例4-4所用的圖模 擬 電 子 技 術(shù) 計(jì)算其靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算其靜態(tài)工作點(diǎn)模 擬 電 子 技 術(shù)如圖所示的兩
14、級(jí)電壓放大電路,如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路,已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.模 擬 電 子 技 術(shù)解解: : 兩級(jí)放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。兩級(jí)放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.模 擬 電 子 技 術(shù)A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1
15、BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1(B1E1 II V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU模 擬 電 子 技 術(shù)V26. 843V438224B2B2B1CCB2 RRRUVmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2C2 RRUUI模 擬 電 子 技 術(shù)V71. 6)V5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUURB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+Ui.B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k
16、oU.模 擬 電 子 技 術(shù)2、動(dòng)態(tài)性能分析、動(dòng)態(tài)性能分析Au1第一級(jí)第一級(jí)Au2第二級(jí)第二級(jí)Aun末末 級(jí)級(jí)uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. = Au1Au2 AunAu1(dB) = Au1 (dB) + Au2 (dB) + + Aun (dB) (1)放大倍數(shù)的計(jì)算注意:注意:Auk(k為為1之間的任一個(gè)數(shù))并不指獨(dú)立的之間的任一個(gè)數(shù))并不指獨(dú)立的各級(jí)的電壓增益,必須考慮前后級(jí)對(duì)它的影響。各級(jí)的電壓增益,必須考慮前后級(jí)對(duì)它的影響。 ukAukA模 擬 電 子 技 術(shù) 方法方法1:在計(jì)算第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)時(shí),:
17、在計(jì)算第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)時(shí),把第二級(jí)的輸入電阻(包括偏置電阻)把第二級(jí)的輸入電阻(包括偏置電阻)Ri2作為第一級(jí)的負(fù)載,即作為第一級(jí)的負(fù)載,即 。 方法方法2:在計(jì)算第一級(jí)的電壓放大倍數(shù):在計(jì)算第一級(jí)的電壓放大倍數(shù) 時(shí),時(shí),先認(rèn)為先認(rèn)為 ,即先計(jì)算第一級(jí)空載的電壓,即先計(jì)算第一級(jí)空載的電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù) 。然后在計(jì)算第二級(jí)的電壓。然后在計(jì)算第二級(jí)的電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù) 時(shí),把第一級(jí)的輸出電阻時(shí),把第一級(jí)的輸出電阻 作作為第二級(jí)的信號(hào)源電阻為第二級(jí)的信號(hào)源電阻 ,計(jì)算出,計(jì)算出 ??紤]級(jí)與級(jí)之間的相互影響,計(jì)算各級(jí)電壓放大考慮級(jí)與級(jí)之間的相互影響,計(jì)算各級(jí)電壓放大倍數(shù)時(shí),應(yīng)把后級(jí)的輸入電阻作
18、為前級(jí)的負(fù)載處理倍數(shù)時(shí),應(yīng)把后級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)的負(fù)載處理!i2L1RRu1AL1Ruo1Au2Ao1RS2RuS2A模 擬 電 子 技 術(shù)(2)輸入和輸出電阻的計(jì)算多級(jí)放大電路的多級(jí)放大電路的輸入電阻輸入電阻為第一級(jí)放大電路的輸入電阻。為第一級(jí)放大電路的輸入電阻。多級(jí)放大電路的多級(jí)放大電路的輸出電阻輸出電阻為最后一級(jí)放大電路的輸出電阻。為最后一級(jí)放大電路的輸出電阻。模 擬 電 子 技 術(shù)如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路,如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路,已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1
19、M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k oU.Ui.模 擬 電 子 技 術(shù)(1 1)求各級(jí)電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù))求各級(jí)電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù) 994 022 950)(1322 9)501 ()1 ()1 (L111beL111u.RrRA 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.模 擬 電 子 技 術(shù) 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)9 . 1718)(994. 021 uuuAAA2bI2cIrbe2RC2r
20、be1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.模 擬 電 子 技 術(shù)2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.模 擬 電 子 技 術(shù) 由微變等效電路可知,放大電路的輸入電阻由微變等效電路可知,放大電路的輸入電阻 ri 等等于第一級(jí)的輸入電阻于第一級(jí)的輸入電阻ri1。第一級(jí)是射極輸出器,它。第一級(jí)是射極輸出器,它的輸入電阻的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān),而射極輸出器的負(fù)載即與負(fù)載有關(guān),而射極輸出器的負(fù)載即是第二級(jí)輸入電阻是第二級(jí)輸入電阻 ri2。模 擬 電 子 技 術(shù) k
21、58. 196. 0265120026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.模 擬 電 子 技 術(shù) k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER Ui.oU.o1U.模
22、擬 電 子 技 術(shù) 1 = 60, 2 = 100; rbe1= 2 k , rbe2 = 2.2 k 。求求 Au, Ri, Ro。例例 4-7:模 擬 電 子 技 術(shù) 解解 Ri2 = R6 / R7 / rbe2R L1 = R3 / Ri2 9.61 . 0 6123 . 1 60)1 (41be1L11 1 RrRAu 1112 . 2) 1 . 5/7 . 4( 100be2L2 2 rRAu AU=AU1AU2Ri = Ri1= R1 / R2 / rbe1 + (1+ 1)R4Ro = R8 = 4.7 k 模 擬 電 子 技 術(shù)例例 4-8:晶體管和效應(yīng)管組成的多級(jí)放大電路晶
23、體管和效應(yīng)管組成的多級(jí)放大電路模 擬 電 子 技 術(shù)3、三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場(chǎng)合、三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場(chǎng)合阻容耦合放大電路:用于交流信號(hào)的放大。阻容耦合放大電路:用于交流信號(hào)的放大。變壓器耦合放大電路:用于功率放大及調(diào)諧放大。變壓器耦合放大電路:用于功率放大及調(diào)諧放大。直接耦合放大電路:一般用于放大直流信號(hào)或緩慢直接耦合放大電路:一般用于放大直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)。變化的信號(hào)。集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了抑制集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了抑制零漂,它的輸入級(jí)采用特殊形式的差動(dòng)放大電路。零漂,它的輸入級(jí)采用特殊形式的差動(dòng)放大電路。模 擬 電 子 技 術(shù)
24、4.2 集成運(yùn)放概述 4.2.1 集成電路簡(jiǎn)介集成電路簡(jiǎn)介1集成電路的概念集成電路的概念 集成電路是集成電路是20世紀(jì)世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種微型電子器件或部件,采年代發(fā)展起來(lái)的一種微型電子器件或部件,采用半導(dǎo)體制造工藝將晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、二極管、電阻等元器件以及用半導(dǎo)體制造工藝將晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、二極管、電阻等元器件以及電路的連線(xiàn)都集中制作在一小塊半導(dǎo)體硅基片上,并封裝在一個(gè)管殼電路的連線(xiàn)都集中制作在一小塊半導(dǎo)體硅基片上,并封裝在一個(gè)管殼內(nèi),構(gòu)成一個(gè)完整的具有一定功能的微型結(jié)構(gòu)器件,稱(chēng)為集成電路。內(nèi),構(gòu)成一個(gè)完整的具有一定功能的微型結(jié)構(gòu)器件,稱(chēng)為集成電路。 2集成電路的種類(lèi)集成電路的種類(lèi)
25、單個(gè)芯片上能集成的元器件數(shù)目單個(gè)芯片上能集成的元器件數(shù)目:小規(guī)模(小規(guī)模(SSI)、中規(guī)模()、中規(guī)模(MSI)、)、大規(guī)模(大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模()和超大規(guī)模(VLSI) 集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同:模擬集成電路模擬集成電路和和數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路 3模擬集成電路的特點(diǎn)模擬集成電路的特點(diǎn)模 擬 電 子 技 術(shù) (1)采用直接耦合方式;)采用直接耦合方式; (2)為克服直接耦合方式帶來(lái)的溫漂現(xiàn)象)為克服直接耦合方式帶來(lái)的溫漂現(xiàn)象,采用了一種特采用了一種特殊的溫度補(bǔ)償手段殊的溫度補(bǔ)償手段-輸入級(jí)是差動(dòng)放大電路;輸入級(jí)是差動(dòng)放大電路; (3)大量采用)大量采
26、用BJT或或FET構(gòu)成恒流源,代替大阻值,或構(gòu)成恒流源,代替大阻值,或用于設(shè)置靜態(tài)電流;用于設(shè)置靜態(tài)電流; (4)采用復(fù)合管接法改進(jìn)單管性能。)采用復(fù)合管接法改進(jìn)單管性能。 4.2.2 集成運(yùn)算放大電路的基本組成集成運(yùn)算放大電路的基本組成 集成運(yùn)算放大電路的組成框圖集成運(yùn)算放大電路的組成框圖 模 擬 電 子 技 術(shù) 1. 輸入級(jí)輸入級(jí) 2. 中間級(jí)中間級(jí) 3輸出級(jí)輸出級(jí)集成運(yùn)放的輸入級(jí)對(duì)整個(gè)運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)影響集成運(yùn)放的輸入級(jí)對(duì)整個(gè)運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)影響較大,是提高集成運(yùn)放質(zhì)量的關(guān)鍵部分,要求其有高較大,是提高集成運(yùn)放質(zhì)量的關(guān)鍵部分,要求其有高輸入電阻、能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾。輸入電阻
27、、能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾。 中間級(jí)主要完成電壓放大任務(wù)。要求有較高的電壓中間級(jí)主要完成電壓放大任務(wù)。要求有較高的電壓增益,一般采用帶有源負(fù)載(恒流源)的共發(fā)射極增益,一般采用帶有源負(fù)載(恒流源)的共發(fā)射極電壓放大電路。電壓放大電路。輸出級(jí)的任務(wù)是進(jìn)行功率放大,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作,要輸出級(jí)的任務(wù)是進(jìn)行功率放大,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作,要求其輸出電阻低、帶負(fù)載能力強(qiáng)、能輸出足夠大的電求其輸出電阻低、帶負(fù)載能力強(qiáng)、能輸出足夠大的電壓和電流、波形失真小、電源轉(zhuǎn)換效率高。壓和電流、波形失真小、電源轉(zhuǎn)換效率高。 模 擬 電 子 技 術(shù) 4偏置電路偏置電路偏置電路主要為各級(jí)放大電路提供合適的靜態(tài)工偏置電路主要為各級(jí)放
28、大電路提供合適的靜態(tài)工作電流,以確定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)。作電流,以確定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)。 模 擬 電 子 技 術(shù)4.3.1 差分放大電路的工作原理差分放大電路的工作原理4.3.3 具有恒流源差分放大電路具有恒流源差分放大電路4.3.2 差分放大電路的輸入輸出形式差分放大電路的輸入輸出形式模 擬 電 子 技 術(shù)4.3.1 差動(dòng)放大電路的工作原理差動(dòng)放大電路的工作原理( (Differential Amplifier) )一一 電路組成及抑制零漂的工作原理電路組成及抑制零漂的工作原理1、電路組成、電路組成模 擬 電 子 技 術(shù) 特點(diǎn):特點(diǎn): a.兩只完全相同的管兩只完全相同的管子;子; b.兩個(gè)輸入
29、端,兩個(gè)輸入端, 兩個(gè)輸出端;兩個(gè)輸出端; c.元件參數(shù)對(duì)稱(chēng);元件參數(shù)對(duì)稱(chēng); 原理:原理:靜態(tài)時(shí),輸入信號(hào)為零,即將輸入端靜態(tài)時(shí),輸入信號(hào)為零,即將輸入端和和短接。由于兩管特性相同,所以當(dāng)溫度或其他外界條短接。由于兩管特性相同,所以當(dāng)溫度或其他外界條件發(fā)生變化時(shí),兩管的集電極電流件發(fā)生變化時(shí),兩管的集電極電流ICQ1和和ICQ2的變化規(guī)的變化規(guī)律始終相同,結(jié)果使兩管的集電極電位律始終相同,結(jié)果使兩管的集電極電位UCQ1、UCQ2始終始終相等,從而使相等,從而使UOQ=UCQ1-UCQ20,因此消除了零點(diǎn)漂移。,因此消除了零點(diǎn)漂移。模 擬 電 子 技 術(shù)具體實(shí)踐:具體實(shí)踐:在實(shí)踐中,兩個(gè)特性相同
30、的管子采用“差分對(duì)管”,兩半電路中對(duì)應(yīng)的電阻可用電橋精密選配,盡可能保證阻值對(duì)稱(chēng)性精度滿(mǎn)足要求。結(jié)論:結(jié)論:可想而知,即使采取了這些措施,差動(dòng)放大電路的兩半電路仍不可能完全對(duì)稱(chēng),也就是說(shuō),零點(diǎn)漂移不可能完全消除,只能被抑制到很小。模 擬 電 子 技 術(shù)2、信號(hào)的輸入方式和電路的響應(yīng)、信號(hào)的輸入方式和電路的響應(yīng)(1)差模輸入方式)差模輸入方式Ui1=Uid,Ui2=Uid差模輸入信號(hào)為差模輸入信號(hào)為Ui1 Ui2=2 Uid差模輸入方式若若Ui1的瞬時(shí)極性與的瞬時(shí)極性與參考極性一致,則參考極性一致,則Ui2的瞬時(shí)極性與參的瞬時(shí)極性與參考極性相反。則有:考極性相反。則有:ui1ib1 ic1 uc
31、1ui2 ib2 ic2 uc2 模 擬 電 子 技 術(shù)1uidoddAU2UA結(jié)論:差模電壓放大倍數(shù)等結(jié)論:差模電壓放大倍數(shù)等于半電路電壓放大倍數(shù)。于半電路電壓放大倍數(shù)。輸出電壓輸出電壓uO= uC1 uC20,而是出現(xiàn)了信號(hào),而是出現(xiàn)了信號(hào),記為記為Uod。定義:定義:Ad=Uod/2Uid模 擬 電 子 技 術(shù)(2)共模輸入方式)共模輸入方式Ui1=Ui2=Uic在共模輸入信號(hào)作用下,差放兩半電路中的電流和電壓的變化完全相同。ui1=ui2=0,uo=0Ui1=Ui2=Uic時(shí),時(shí),Uoc=0。定義:定義:Ac=Uoc/Uic共模輸入方式下的差放電路模 擬 電 子 技 術(shù)Ac叫做共模電壓
32、放大倍數(shù)。理論上講,叫做共模電壓放大倍數(shù)。理論上講,Ac為為0,實(shí)際上,實(shí)際上由于電路不完全對(duì)稱(chēng),可能仍會(huì)有不大的由于電路不完全對(duì)稱(chēng),可能仍會(huì)有不大的Uoc,一般,一般Ac1。既然UOC=0或者UOC很小,為什么還要討論共模輸入呢?差放的兩半電路完全對(duì)稱(chēng),又處于同一工作環(huán)境,這時(shí)溫度變化以及其它干擾因素對(duì)這兩半電路都有完全相同的影響和作用,都等效成共模輸入信號(hào)。如果在Uic作用下,Uoc=0或Ac=0,則說(shuō)明差放有效地抑制了因溫度變化而引起的零漂。模 擬 電 子 技 術(shù)(3)任意輸入方式)任意輸入方式 輸入端分別接Ui1和Ui2,這種輸入方式帶有一般性,叫“任意輸入方式”。Uic = (Ui1
33、+ Ui2 ) / 2Ui1=Uic+UidUi2=Uic+(-Uid)若若則則Uid = (Ui1- Ui2 ) / 2任意輸入方式模 擬 電 子 技 術(shù)(3)任意輸入方式)任意輸入方式 輸入端分別接Ui1和Ui2,這種輸入方式帶有一般性,叫“任意輸入方式”。Uic = (Ui1+ Ui2 ) / 2Ui1=Uic+UidUi2=Uic+(-Uid)若若則則Uid = (Ui1- Ui2 ) / 2例如例如:Ui1=10mVUi2=6mV則則 Uid=2mV Uic=8mV利用疊加原理得到利用疊加原理得到:Uo=Ad2Uid+AcUic= Ad( Ui1- Ui2 )結(jié)論:在任意結(jié)論:在任意
34、輸入方式下,輸入方式下,被放大的是輸被放大的是輸入信號(hào)入信號(hào)Ui1和和Ui2的差值。這的差值。這也是這種電路也是這種電路為什么叫做為什么叫做“差動(dòng)放大的差動(dòng)放大的原因原因”。模 擬 電 子 技 術(shù)(4)存在的問(wèn)題及改進(jìn)的方案)存在的問(wèn)題及改進(jìn)的方案以上研究的是基本的差動(dòng)放大電路,它實(shí)際上不可能完全抑制零以上研究的是基本的差動(dòng)放大電路,它實(shí)際上不可能完全抑制零漂,因?yàn)閮砂腚娐凡粫?huì)完全對(duì)稱(chēng)。另外,如果從一管輸出,則與漂,因?yàn)閮砂腚娐凡粫?huì)完全對(duì)稱(chēng)。另外,如果從一管輸出,則與單管放大電路一樣,對(duì)零漂毫無(wú)抑制能力,而這種單管放大電路一樣,對(duì)零漂毫無(wú)抑制能力,而這種“單端輸出單端輸出”方式的形式又是經(jīng)常采
35、用的。方式的形式又是經(jīng)常采用的。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),就是要減小穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),就是要減小ICQ的變化,而抑制零點(diǎn)漂移也同樣是的變化,而抑制零點(diǎn)漂移也同樣是減小減小ICQ的變化。即抑制零點(diǎn)漂移和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)是一回事。因此的變化。即抑制零點(diǎn)漂移和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)是一回事。因此可以借鑒工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中采用過(guò)的方法,在管子的射極上接一電阻。可以借鑒工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中采用過(guò)的方法,在管子的射極上接一電阻。這樣,基本的差動(dòng)放大電路就改進(jìn)為如圖這樣,基本的差動(dòng)放大電路就改進(jìn)為如圖4-15所示。所示。模 擬 電 子 技 術(shù)可以想見(jiàn),可以想見(jiàn),RE越大,則工作點(diǎn)越穩(wěn)定,零點(diǎn)漂移也越小。越大,則工作點(diǎn)越穩(wěn)定,零點(diǎn)漂移也
36、越小。但,但,RE太大,在一定的工作電流下,太大,在一定的工作電流下,RE上的壓降太大,上的壓降太大,管子的動(dòng)態(tài)范圍就會(huì)變小,如圖管子的動(dòng)態(tài)范圍就會(huì)變小,如圖4-16所示。為了保證一所示。為了保證一定的靜態(tài)工作電流和動(dòng)態(tài)范圍,而定的靜態(tài)工作電流和動(dòng)態(tài)范圍,而RE又希望取得大些,又希望取得大些,常采用雙電源供電,用電源常采用雙電源供電,用電源VEE提供提供RE上所需的電壓。上所需的電壓。采用雙電源供電后,輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍大多了。采用雙電源供電后,輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍大多了。模 擬 電 子 技 術(shù)改進(jìn)后的電路叫射極耦合差動(dòng)放大電路也叫長(zhǎng)尾電路。改進(jìn)后的電路叫射極耦合差動(dòng)放大電路也叫長(zhǎng)尾電路。射極耦
37、合差動(dòng)放大電路射極耦合差動(dòng)放大電路模 擬 電 子 技 術(shù)因?yàn)橛胸?fù)電源因?yàn)橛胸?fù)電源VEE提供發(fā)射極正偏所需要的電壓,所以提供發(fā)射極正偏所需要的電壓,所以RB可可以去掉。以去掉。二二 射極耦合差動(dòng)放大電路的靜態(tài)分析射極耦合差動(dòng)放大電路的靜態(tài)分析0=i2i1uu靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算:模 擬 電 子 技 術(shù)1、差模電壓放大倍數(shù)、差模電壓放大倍數(shù)三三 射極耦合差動(dòng)放大電路的動(dòng)態(tài)分析射極耦合差動(dòng)放大電路的動(dòng)態(tài)分析模 擬 電 子 技 術(shù)關(guān)鍵在于畫(huà)出差模信號(hào)作用下,半電路的交流通路和微變關(guān)鍵在于畫(huà)出差模信號(hào)作用下,半電路的交流通路和微變等效電路。等效電路。A、對(duì)差模信號(hào),若一管的射極電流增大、對(duì)差
38、模信號(hào),若一管的射極電流增大I,則另一管的射極電流必然減小則另一管的射極電流必然減小I,因而流過(guò),因而流過(guò)射極電阻射極電阻RE的總電流不變,即的總電流不變,即RW的滑動(dòng)端的滑動(dòng)端C點(diǎn)的電位恒定,相當(dāng)于交流接地。點(diǎn)的電位恒定,相當(dāng)于交流接地。B、負(fù)載、負(fù)載RL中點(diǎn)電位為交流地電位。中點(diǎn)電位為交流地電位。模 擬 電 子 技 術(shù)由此畫(huà)出半電路的交流通路如圖所示。由此畫(huà)出半電路的交流通路如圖所示。2LCLRRRbe1Lidodd2rRRUUA模 擬 電 子 技 術(shù)2、共模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)在理想情況下,共模電壓放大倍數(shù)在理想情況下,共模電壓放大倍數(shù)Ac=0。3、差模輸入電阻、差模輸入電阻R
39、id是由圖、兩個(gè)輸入端看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻, )(2be1idrRR它是單管共射放大電路輸入電阻的兩倍。它是單管共射放大電路輸入電阻的兩倍。模 擬 電 子 技 術(shù)4、差模輸出電阻、差模輸出電阻Rod=2RC5、共模抑制比、共模抑制比KCMR= Ad/Ac 用分貝表示: KCMR=20lg Ad/AcAd越大越好,越大越好,Ac越小越好,因此越小越好,因此KCMR越大越好越大越好。實(shí)際差動(dòng)放大電路的輸出電壓icciddo2UAUAU模 擬 電 子 技 術(shù)8、差動(dòng)放大電路的電壓傳輸特性、差動(dòng)放大電路的電壓傳輸特性差放雙入雙出電壓傳輸特性差放雙入雙出電壓傳輸特性6、最大共模輸入電壓、最大共模輸入電壓UI
40、CM7、最大差模輸入電壓、最大差模輸入電壓UIDM模 擬 電 子 技 術(shù)4.3.2.差分放大電路的輸入輸出形式差分放大電路的輸入輸出形式 差動(dòng)放大器共有四種輸入輸出方式差動(dòng)放大器共有四種輸入輸出方式: 1. 雙端輸入、雙端輸出(雙端輸入、雙端輸出(雙入雙出雙入雙出) 2. 雙端輸入、單端輸出(雙端輸入、單端輸出(雙入單出雙入單出) 3. 單端輸入、雙端輸出(單端輸入、雙端輸出(單入雙出單入雙出) 4. 單端輸入、單端輸出(單端輸入、單端輸出(單入單出單入單出) 主要討論的問(wèn)題有:主要討論的問(wèn)題有: 差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù) 差模輸入電阻差模輸入電阻
41、差模輸出電阻差模輸出電阻模 擬 電 子 技 術(shù)(1)差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù) (2)共模電壓放大倍數(shù))共模電壓放大倍數(shù)(3)差模輸入電阻)差模輸入電阻(4)輸出電阻)輸出電阻co2RR1.雙端輸入雙端輸出雙端輸入雙端輸出0vcAbe1Lidodd2rRRUUA)(2be1idrRR模 擬 電 子 技 術(shù)靜態(tài)分析靜態(tài)分析2. 雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出電路組成電路組成模 擬 電 子 技 術(shù)(1)差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù) (2)差模輸入電阻)差模輸入電阻(3)輸出電阻)輸出電阻coRR動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析be1LCd)/(21rRRRAbe1LCd)/(21rRRRA)(2be1
42、idrRR模 擬 電 子 技 術(shù)(4)共模電壓放大倍數(shù))共模電壓放大倍數(shù)共模交流通路:共模交流通路:ICOC1c=uuAuEbe1L2)1 (=RrRREL2RR(5)共模抑制比)共模抑制比KCMR= Ad/Ac 模 擬 電 子 技 術(shù) 3. 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出(1 1)靜態(tài)分析)靜態(tài)分析 同雙端輸入雙端輸出同雙端輸入雙端輸出(2 2)動(dòng)態(tài)分析)動(dòng)態(tài)分析計(jì)算同雙端輸入雙端輸出:計(jì)算同雙端輸入雙端輸出:iiuu102iu2221idiiiuuuu2221iiiicuuuu模 擬 電 子 技 術(shù)4. 單端輸入單端輸出單端輸入單端輸出 計(jì)算同雙入單出:計(jì)算同雙入單出: 注意放大倍數(shù)的正
43、負(fù)號(hào):注意放大倍數(shù)的正負(fù)號(hào): 設(shè)從設(shè)從T1的基極輸入信號(hào),如的基極輸入信號(hào),如果從果從C1 輸出,為負(fù)號(hào);從輸出,為負(fù)號(hào);從C2 輸輸出為正號(hào)。出為正號(hào)。(1 1)靜態(tài)分析)靜態(tài)分析 同雙端輸入單端輸出同雙端輸入單端輸出(2 2)動(dòng)態(tài)分析)動(dòng)態(tài)分析模 擬 電 子 技 術(shù)4.3. 3.差動(dòng)放大電路的調(diào)零差動(dòng)放大電路的調(diào)零增加調(diào)零電阻后四種接法下的性能分析比較增加調(diào)零電阻后四種接法下的性能分析比較靜態(tài)分析時(shí)不考慮靜態(tài)分析時(shí)不考慮Rp模 擬 電 子 技 術(shù)(1)(1)差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù) 與單端輸入還是雙端輸入無(wú)關(guān),與單端輸入還是雙端輸入無(wú)關(guān),只與輸出方式有關(guān):只與輸出方式有關(guān): 差動(dòng)放
44、大器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié)差動(dòng)放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié) 雙端輸出時(shí):雙端輸出時(shí): 單端輸出時(shí):?jiǎn)味溯敵鰰r(shí): (2)(2)共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù) 與單端輸入還是雙端輸入無(wú)關(guān),只與輸出方式有關(guān):與單端輸入還是雙端輸入無(wú)關(guān),只與輸出方式有關(guān): 雙端輸出時(shí):雙端輸出時(shí): 單端輸出時(shí):?jiǎn)味溯敵鰰r(shí):0cAELc2RRA2)1(beLcd12/wRrRRRA2)1(beLcd12/wRrRRRA模 擬 電 子 技 術(shù) (3)(3)差模輸入電阻差模輸入電阻 不論是單端輸入還是雙端輸入,差模輸入電阻不論是單端輸入還是雙端輸入,差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。是基本放大電路的兩倍。 單端輸出時(shí),單端輸出
45、時(shí), 雙端輸出時(shí),雙端輸出時(shí), coRR co2RR (4)(4)輸出電阻輸出電阻2)1 (bei12wRrRR模 擬 電 子 技 術(shù)(5)(5)共模抑制比共模抑制比 共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。cdCMRAAKdBlg20cdCMRAAK或 雙端輸出時(shí)雙端輸出時(shí)KCMR可認(rèn)為等于無(wú)窮大,可認(rèn)為等于無(wú)窮大, 單端輸出時(shí)共模抑制比:?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)共模抑制比:2)1 (1wECMRRrRRcAdAKbe模 擬 電 子 技 術(shù)4.3.4 具有恒流源差分放大電路具有恒流源差分放大電路1、問(wèn)題的提出、問(wèn)題的提出ELCCR2RRAKCMR= Ad/Ac從
46、以上兩式看出要減小從以上兩式看出要減小Ac,提高共模抑制比,應(yīng)增大,提高共模抑制比,應(yīng)增大RE,但,但RE不能太大,因?yàn)椴荒芴?,因?yàn)镽E上的壓降由上的壓降由VEE提供。在提供。在保持保持VT1、VT2兩管的工作電流為一定值時(shí),要加大兩管的工作電流為一定值時(shí),要加大RE,必須提高必須提高VEE,這是有困難的。能不能找到這樣一種元,這是有困難的。能不能找到這樣一種元器件,它的直流電阻很小,而它的交流電阻卻很大,器件,它的直流電阻很小,而它的交流電阻卻很大,這樣靜態(tài)時(shí)不需要很大的這樣靜態(tài)時(shí)不需要很大的VEE,動(dòng)態(tài)時(shí)的,動(dòng)態(tài)時(shí)的AC卻很小,卻很小,KCMR很大?很大?模 擬 電 子 技 術(shù)2、電路的
47、組成及工作原理、電路的組成及工作原理減少共模放大倍數(shù)的思路:減少共模放大倍數(shù)的思路: 增大增大 REE用恒流源代替用恒流源代替 REE特點(diǎn):特點(diǎn):直流電阻為有限值直流電阻為有限值動(dòng)態(tài)電阻很大動(dòng)態(tài)電阻很大1. 三極管電流源三極管電流源簡(jiǎn)化畫(huà)法簡(jiǎn)化畫(huà)法電流源電流源代替差代替差分電路分電路中的中的 REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RCVEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI0模 擬 電 子 技 術(shù)3.具有電流源的差分放大電路具有電流源的差分放大電路簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化畫(huà)法畫(huà)法1、靜態(tài)分析、靜態(tài)分析2、動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析模 擬
48、電 子 技 術(shù)例例?(信商不講信商不講)( (1) )求靜態(tài)工作點(diǎn);求靜態(tài)工作點(diǎn);( (2) )求電路的差模求電路的差模 Aud,Rid,Ro。 解解 ( (1) ) 求求“Q”21BE4EEREFRRUVI 1 . 02 . 67 . 06 32REF0 RRII mA 84. 0 (mA) 84. 0 ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6 V 6 V100 100 7.5 k 7.5 k 6.2 k 100 模 擬 電 子 技 術(shù)ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0mA 42. 0 UCQ1 = UCQ2 = 6 0.42 7.5 = 2.8
49、5 (V)( (2) )求求 Aud,Rid,Ro)( 452642. 026101200be2 be1 rrp21beCd)1( RrRAu 6505. 010145. 65 . 7100 )1( 2p21beidRrR k 23Ro = 2RC = 15 (k )模 擬 電 子 技 術(shù)4.4 集成運(yùn)放偏置電路中的電流源電路 4.4.1 鏡像電流源1基本鏡像電流源鏡像電流源電路 ) 1(TBESUUeII CREFBREFC1C222IIIIII/21REFC2IIRUVIBE1CCREFRVRUVIICCBE1CCREFC2模 擬 電 子 技 術(shù)2改進(jìn)的鏡像電流源 增加三極管的目的是減少三
50、極管、的對(duì)的分流作用,提高鏡像精度,減少值不夠大時(shí)帶來(lái)的影響。 13E3B11B3B11B3C1REFIIIIIII)12(12311C23B1B11III) 1(/2131REFC2II所以其中,RUVIBECCREF2。模 擬 電 子 技 術(shù)3多路輸出比例電流源1BE1CCREFRRUVI3E3BE32E2BE21E1BE1RIURIURIU21REF21E1E2C2RRIRRIII31REF31E1E3C3RRIRRIII模 擬 電 子 技 術(shù) 4.4.2 微電流源 由于( )很小,故用阻值不大 的就可獲得微小的工作電流。 4.4.3 場(chǎng)效應(yīng)管電流源E2E2BE2BE1RIUUE2BE2
51、BE1E2RUUIBE2BE1UUER模 擬 電 子 技 術(shù) 4.4.4 電流源用作有源負(fù)載 由于電流源具有直流電阻小、交流電阻大的特點(diǎn),由于電流源具有直流電阻小、交流電阻大的特點(diǎn), 在模擬集成電路中廣泛地把它作負(fù)載使用在模擬集成電路中廣泛地把它作負(fù)載使用-有源負(fù)載,有源負(fù)載, 可提高電路的電壓增益及動(dòng)態(tài)輸出范圍。可提高電路的電壓增益及動(dòng)態(tài)輸出范圍。 模 擬 電 子 技 術(shù)4.5.1集成運(yùn)放的發(fā)展概況集成運(yùn)放的發(fā)展概況 4.5 通用集成運(yùn)放通用集成運(yùn)放模 擬 電 子 技 術(shù)4.5.1集成運(yùn)放的發(fā)展概況集成運(yùn)放的發(fā)展概況 第一代產(chǎn)品基本沿用了分立元件放大電路的設(shè)計(jì)思想,第一代產(chǎn)品基本沿用了分立元
52、件放大電路的設(shè)計(jì)思想,采用了集成數(shù)字電路的制造工藝。采用了集成數(shù)字電路的制造工藝。 第二代產(chǎn)品以第二代產(chǎn)品以1986年制造的年制造的A741型高增益運(yùn)放型高增益運(yùn)放(10萬(wàn)倍左右萬(wàn)倍左右)為代表。為代表。 第三代產(chǎn)品出現(xiàn)于第三代產(chǎn)品出現(xiàn)于20世紀(jì)世紀(jì)70年代末,輸入級(jí)采用超年代末,輸入級(jí)采用超 管管(10005000),且工作電流很低,從而使輸入失調(diào),且工作電流很低,從而使輸入失調(diào)電流及溫漂大大減小,輸入電阻大大提高。電流及溫漂大大減小,輸入電阻大大提高。 第四代產(chǎn)品出現(xiàn)于第四代產(chǎn)品出現(xiàn)于20世紀(jì)世紀(jì)80年代,采用了斬波穩(wěn)年代,采用了斬波穩(wěn)零和動(dòng)態(tài)穩(wěn)零技術(shù),將場(chǎng)效應(yīng)管、雙極型三極管和自零和動(dòng)態(tài)
53、穩(wěn)零技術(shù),將場(chǎng)效應(yīng)管、雙極型三極管和自穩(wěn)零放大技術(shù)兼容在一塊硅片上,得到了極佳的抑制穩(wěn)零放大技術(shù)兼容在一塊硅片上,得到了極佳的抑制零漂效果。零漂效果。 模 擬 電 子 技 術(shù)4.5.2 通用型集成運(yùn)放的典型電路通用型集成運(yùn)放的典型電路模 擬 電 子 技 術(shù)圖圖 F007的電路圖的電路圖為同為同向輸入向輸入端端為為反向反向輸入輸入端端為正電為正電源端源端為負(fù)電為負(fù)電源端源端為輸出為輸出端端為外接調(diào)零輸為外接調(diào)零輸入端入端模 擬 電 子 技 術(shù)輸入級(jí)輸入級(jí)中間級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)輸入級(jí)輸入級(jí)V1、V3 和和 V2、V4通用型集成運(yùn)算放大器通用型集成運(yùn)算放大器 741 簡(jiǎn)化電路簡(jiǎn)化電路模 擬 電 子
54、 技 術(shù)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(fù)載有源負(fù)載構(gòu)成雙端變單端電路構(gòu)成雙端變單端電路中間級(jí)中間級(jí)V7、V8復(fù)合管,共發(fā)射極復(fù)合管,共發(fā)射極 具有高增益具有高增益輸出級(jí)輸出級(jí)甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路功率放大電路 ( (OCL) )V11 V13采用單電源采用單電源( (OTL) )時(shí),輸入端靜態(tài)電位應(yīng)為時(shí),輸入端靜態(tài)電位應(yīng)為0.5VCC。模 擬 電 子 技 術(shù)F007的管腳圖和簡(jiǎn)化圖的管腳圖和簡(jiǎn)化圖模 擬 電 子 技 術(shù)4.6 集成運(yùn)放的主要參數(shù)和低頻等效電路集成運(yùn)放的主要參數(shù)和低頻等效電路4.6.1 集成運(yùn)算放大器的主要性能指標(biāo)集成運(yùn)算放大器的主要性
55、能指標(biāo)1) ) 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 U IO使使 UO = 0,輸入端施加的補(bǔ)償電壓,輸入端施加的補(bǔ)償電壓2) ) 輸入偏置電流輸入偏置電流 I IB幾毫伏幾毫伏UO = 0 時(shí),時(shí), 21BPBNIB)(III 10 nA 1 A3) ) 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IIOUO = 0 時(shí),時(shí), BPBNIOIII 1 nA 0.1 A模 擬 電 子 技 術(shù)4) ) 開(kāi)環(huán)電壓增益開(kāi)環(huán)電壓增益 Aud100 140 dB5) ) 差模輸入電阻差模輸入電阻 R id輸出電阻輸出電阻 Ro幾十千歐幾十千歐 幾兆歐幾兆歐幾十歐幾十歐 幾百歐幾百歐)dB(lg20cdCMRuuAAK 6) ) 共模抑制比共模抑制比 KCMR 80 dB模 擬 電 子 技 術(shù)7) ) 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓 UIdM共模輸入共模輸入 U IC 過(guò)大,過(guò)大,K CMR下降下降當(dāng)當(dāng) UId 過(guò)大時(shí),反偏的過(guò)大時(shí),反偏的 PN 結(jié)可能因反壓過(guò)大而被擊穿。結(jié)可能因反壓過(guò)大而被擊穿。NPN 管管 UIdM =
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 倉(cāng)儲(chǔ)物流用地使用權(quán)出讓合同
- 水利工程場(chǎng)地調(diào)研與水文地質(zhì)分析合同
- 數(shù)智化不動(dòng)產(chǎn)登記和地籍信息化建設(shè)關(guān)鍵路徑
- 美術(shù)老師講健康行業(yè)課件
- 美術(shù)安全課件
- 安全生產(chǎn)依法治理
- 九項(xiàng)安全生產(chǎn)管理制度
- 電梯工安全操作規(guī)程
- 怎樣制定安全生產(chǎn)責(zé)任制
- 施工現(xiàn)場(chǎng)安全員的崗位職責(zé)
- 2024年同等學(xué)力申碩英語(yǔ)考試真題
- 消除“艾梅乙”醫(yī)療歧視-從我做起
- 瀝青拌合站安裝專(zhuān)項(xiàng)施工方案
- 4公民的基本權(quán)利和義務(wù) 第一課時(shí)《公民的基本權(quán)利》教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年六年級(jí)上冊(cè)道德與法治統(tǒng)編版
- 2023年中國(guó)建設(shè)銀行西藏自治區(qū)分行招聘考試真題及答案
- 尺規(guī)作圖的教學(xué)分析
- 2024國(guó)家開(kāi)放大學(xué)《金融基礎(chǔ)》機(jī)考復(fù)習(xí)資料及答案
- 二年級(jí)數(shù)學(xué)必練100題
- 網(wǎng)絡(luò)帶寬使用證明
- 民眾生活中的民俗學(xué)智慧樹(shù)知到期末考試答案章節(jié)答案2024年湖南師范大學(xué)
- 麻醉中的呼氣末正壓調(diào)節(jié)技巧
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論