第3章集成運(yùn)算放大電路

1、第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-1)第三章第三章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-2)3.1 3.1 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路的特點(diǎn)的特點(diǎn)3.2 3.2 集成運(yùn)放的集成運(yùn)放的組成組成3.3 3.3 典型的集成運(yùn)放電路典型的集成運(yùn)放電路3.4 3.4 集成運(yùn)放的性能指標(biāo)集成運(yùn)放的性能指標(biāo)3.5 3.5 集成運(yùn)放使用中的幾個(gè)具體問題集成運(yùn)放使用中的幾個(gè)具體問題第三章第三章第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-3)集成電路集成電路: 將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)將整個(gè)電路的

2、各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。體基片上。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：集成電路的優(yōu)點(diǎn)：工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。功耗小。集成電路的分類：集成電路的分類：模擬集成電路、數(shù)字集成電路；模擬集成電路、數(shù)字集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路； 3.1 集成運(yùn)算放大電路的特點(diǎn)集成運(yùn)算放大電路的特點(diǎn)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-4)1、集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1. 電路元件制作在一個(gè)芯片上，元件參數(shù)偏差方電路元件制作在一個(gè)芯片上，元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。向一致，溫度均一性好。

3、2. 電阻元件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到電阻元件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到20千千歐，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代歐，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代替或外接。替或外接。3. 幾十幾十 pF 以下的小電容用以下的小電容用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、大電容要外接。大電容要外接。4. 二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-5)-VEE+VCC u+uo u反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端T3T4T5T1T2IS3.2集成運(yùn)放電路的組成集成運(yùn)放電路的組成輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)與

4、與uo反相反相與與uo同相同相第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路一、集成運(yùn)放電路的組成兩個(gè)兩個(gè)輸入端輸入端一個(gè)一個(gè)輸出端輸出端 若將集成運(yùn)放看成為一個(gè)若將集成運(yùn)放看成為一個(gè)“黑盒子黑盒子”，則可等效為一個(gè)，則可等效為一個(gè)雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)放電路四個(gè)組成部分的作用前置級(jí)，多采用差分放大電路。要求前置級(jí)，多采用差分放大電路。要求Ri大，大，Ad大，大， Ac小，輸入端耐壓高。小，輸入端耐壓高。主放大級(jí)，多采用共射放大電路。要求有足夠主放大級(jí)，多采用共射放大電路。要求有足夠的放大能力。的

5、放大能力。功率級(jí)，多采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。要求功率級(jí)，多采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。要求Ro小，最小，最大不失真輸出電壓盡可能大。大不失真輸出電壓盡可能大。為各為各級(jí)放大電路設(shè)置級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。采用電流源點(diǎn)。采用電流源電路。電路。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-8)對(duì)輸入級(jí)的要求：對(duì)輸入級(jí)的要求：盡量減小零點(diǎn)漂移盡量減小零點(diǎn)漂移, ,盡量提高盡量提高 KCMRR , , 輸入阻抗輸入阻抗 ri 盡可能大。盡可能大。對(duì)中間級(jí)的要求：對(duì)中間級(jí)的要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。足夠大的電壓放大倍數(shù)。對(duì)輸出級(jí)的要求：對(duì)輸出級(jí)的要求：主要提高帶負(fù)載能力，給出足主要提高帶負(fù)

6、載能力，給出足夠的輸出電流夠的輸出電流io 。即輸出阻抗。即輸出阻抗 ro小。小。集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)（1）采用四級(jí)以上的多級(jí)放大器，輸入級(jí)和第二）采用四級(jí)以上的多級(jí)放大器，輸入級(jí)和第二級(jí)一般采用差動(dòng)放大器。級(jí)一般采用差動(dòng)放大器。（2）輸入級(jí)常采用復(fù)合三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，以減）輸入級(jí)常采用復(fù)合三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，以減小輸入電流，增加輸入電阻。小輸入電流，增加輸入電阻。（3）輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱式射極跟隨器，以進(jìn)行）輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱式射極跟隨器，以進(jìn)行功率放大，提高帶負(fù)載的能力。功率放大，提高帶負(fù)載的能力。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-9)R2T3R1R3-UEE+UC

7、Cui2uoERCT1RCT2ui1T4IC =IC1+ IC2 = 1 IB + 2(1+ 1 ) IB = 1 + 2(1+ 1 ) IB為減小為減小IB， 提高輸入電阻，提高輸入電阻，T1、T2采用復(fù)合三極管采用復(fù)合三極管 = IC / IB = 1 + 2(1+ 1 ) 1 2 ICIBIE 1 2 IC1IC2IB2第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-10)-VEE+VCCERCT1RCT2T5T6RC3RE2RC4RE3T7T9T8RE4RE5T11T10RL第第4 4級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱射極跟隨器級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱射極跟隨器差動(dòng)放大器差動(dòng)放大器第第2級(jí)級(jí)第第1級(jí)：級(jí)：差動(dòng)放大器

8、差動(dòng)放大器第第3級(jí)：級(jí)：?jiǎn)喂芊糯笃鲉喂芊糯笃?集成運(yùn)放內(nèi)部結(jié)構(gòu)（舉例）集成運(yùn)放內(nèi)部結(jié)構(gòu)（舉例）極極性性判判斷斷第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-11)3.2.1 偏置電路偏置電路一一.鏡像電流源鏡像電流源恒流特性恒流特性BE1BE0=UUE1E0= IIC1C0= IIRUVBECC= RVCC 無論無論Rc的值如何，的值如何， IC1的電流值將保持不變。的電流值將保持不變。圖3.2.1 鏡像電流源 CCBCRIIIIRUVI 22BECCRCII 2 R1IIC 三極管工作狀態(tài)三極管工作狀態(tài)？2 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-12)交流電阻交流電阻TT

9、o=IVR 由于由于T2的集電極電流的集電極電流基本不變。所以交流量基本不變。所以交流量0T I TTo=IVR 一般一般Ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-13)優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1.IC1受受VCC及及UBE和和R的影響；的影響；2.若想得到微電流源，要求若想得到微電流源，要求R很大；很大；3.不大時(shí)（橫向不大時(shí)（橫向PNP型），型），IC1和和IR差別很大。差別很大。4.IC1與與IR近似相等，不便調(diào)整。近似相等，不便調(diào)整。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-14)二二.比例電流

10、源比例電流源圖3.2.2 比例電流源 SETBEEEBEEEBEIIUURIURIUln111000100011lnEETeEeEIIURIRI 2 RIII E0C0E1C1II ReeEReTReeCIRRIIRUIRRI 1011101ln0BE0CC=eRRUV 0CCeRRV RI第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-15)三三. 微電流源微電流源eBE1BE0RVV E1C1II eBERV 由于由于很小，很小，BEV 所以所以IC1也很小也很小圖3.2.3 微電流源第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-16)圖3.2.3 微電流源111101lnlnC

11、ReTEReTReeCIIRUIIRUIRRI RUVBE0CC= RIBE0BE1=UUBIII B0B1=00 eR第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-17)四四.加射極輸出器的電流源加射極輸出器的電流源圖3.2.4 加射極輸出器的電流源T0、T1和T2特性完全相同 210 )1(2121112201 CRBRERBRCCIIIIIIIIII第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-18)RRCIII )1(21110 RCII982. 01 2102eRBBEIIII 為增大為增大T2管的管的值，增加值，增加Re2第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(

12、1-19)五五.威爾遜電流源威爾遜電流源圖3.2.5 威爾遜電流源T0、T1和和T2特性完全相同特性完全相同 210對(duì)對(duì)A點(diǎn)：點(diǎn)： CCBCEIIIII222 22221122CCECIIII 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-20)對(duì)對(duì)B點(diǎn)：點(diǎn)：222221222221CCCCBRIIIIII RRCIII )2221(22 10 RCII984. 01 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-21)圖3.2.6 基于比例電流源的多路電流源六六.多路電流源多路電流源第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-22)333222111000eEBEeEBE

13、eEBEeEBERIURIURIURIU 33221100eEeEeEeERIRIRIRI 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路一、電路的組成及抑制零漂的原理一、電路的組成及抑制零漂的原理特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。結(jié)構(gòu)對(duì)稱。ui1ui2uoRCR1T1RbRCR1T2Rb3.2.2差分放大輸入級(jí)差分放大輸入級(jí)+VCC第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0當(dāng)當(dāng) ui1 = ui2 =0 時(shí)：時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：+VCCuoui1RCR1T1RbRCR1T2Rbui2第

14、三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路2. 對(duì)共模信號(hào)的抑制作用對(duì)共模信號(hào)的抑制作用 輸入信號(hào)分類輸入信號(hào)分類(1)差模差模(differential mode)輸入輸入ui1 = -ui2= ud(2)共模共模( common mode) 輸入輸入ui1 = ui2 = uC共模抑制比共模抑制比（Common - Mode Rejection Ratio)的的定義定義:KCMRR =KCMRR (dB) =(分貝分貝)差模電壓差模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù): :doddUUA共模電壓共模電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù): coccUUAcdAAcdAAlog20第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大

15、電路結(jié)論：結(jié)論：任意輸入的信號(hào)任意輸入的信號(hào): ui1 , ui2 ，都可分解成，都可分解成差模分量和共模分量。差模分量和共模分量。注意：注意：ui1 = uC + ud ；ui2 = uC - ud例例: ui1 = 20 mV , ui2 = 10 mV則：則：ud = 5mV , uc = 15mV 差模分量差模分量:221iiduuu共模分量共模分量:221iicuuu第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路為了使左右平衡，為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器可設(shè)置調(diào)零電位器: uoui1+VCCRCT1RbRCT2Rbui2REVEE二、長(zhǎng)尾式差分放大電路二、長(zhǎng)尾式差分放大電路第三

16、章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 溫度溫度TICIE = 2ICVEVBEIBIC（1） RE的作用的作用 設(shè)設(shè)ui1 = ui2 = 0自動(dòng)穩(wěn)定自動(dòng)穩(wěn)定RE 具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔镁哂袕?qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔胾oui1+VCCRCT1RbRCT2Rbui2REVEE 抑制溫度抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。態(tài)工作點(diǎn)。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路uoui1+VCCRCT1RbRCT2Rbui2REVEE（2） Q點(diǎn)的計(jì)算點(diǎn)的計(jì)算直流通路直流通路IC1= IC2= IC= IB UC1= UC2= VCCICRC UE1= UE2 =IBQRbUBE U

17、CE1= UCE2 = UC1UE1IBIC1IC2IBIEEbBEEEBQRRUVI)1(2 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路共模輸入共模輸入RE對(duì)共模信號(hào)起作用，并且對(duì)共模信號(hào)起作用，并且iRE=2ie1。uC ic1 、 ic2 iRE 、 uRE +VCCuocRCT1RbRCT2RbREVEEuC uoc2 uoc1ic1 ic2iREuRE第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路共共模信號(hào)通路模信號(hào)通路:uocRCT1RbRCT2Rb2REuC1 uoc2 uoc1ic1 ic2uC22RE第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路T1單邊微變等效電路單邊微

18、變等效電路EbebccoccRrRRUUA)1 (21112cARCRb2REic1uc1uoc1ib1 ibie1rbe第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路KCMRR AC 0問題：?jiǎn)栴}：負(fù)載影響共模放大倍數(shù)嗎？負(fù)載影響共模放大倍數(shù)嗎？111ccocUAU222ccocUAU021ocococUUU不影響！不影響！第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路差模輸入差模輸入采用均壓器采用均壓器平衡輸入平衡輸入diiuuu 211diiuuu 212RRuoui+VCCRCT1RbRCT2RbREVEE2. 對(duì)差模信號(hào)的放大作用對(duì)差模信號(hào)的放大作用第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成

19、運(yùn)算放大電路RE 對(duì)差模信號(hào)作用對(duì)差模信號(hào)作用 ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0RRuoui+VCCRCT1RbRCT2RbREVEEib2ib1ic2ic1iRERE對(duì)差模信號(hào)對(duì)差模信號(hào)不起不起作用作用第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路差模信號(hào)通路差模信號(hào)通路T1單邊微變單邊微變等效電路等效電路uod1RbB1EC1RC ib1ui1rbe1ib1RRuoui1RCT1RbRCT2Rbib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路雙邊微變雙邊微

20、變等效電路等效電路圖圖3.3.5 差分放大電路加差模信號(hào)差分放大電路加差模信號(hào)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1) 放大倍數(shù)放大倍數(shù)111iodduuA 單邊差模放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù):11111)(bebCbebbCbdrRRrRiRiA 21ddAA uod1RbB1EC1RC ib1ui1rbe1ib1第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路21221121ddididididododdAAuuAuAuuuA 若差動(dòng)電路帶負(fù)載若差動(dòng)電路帶負(fù)載RL (接在接在 C1 與與 C2 之間之間), 對(duì)于差對(duì)于差動(dòng)信號(hào)而言，動(dòng)信號(hào)而言，RL中點(diǎn)電位為中點(diǎn)電位為 0, 所以放

21、大倍數(shù)：所以放大倍數(shù)：121)2/(bebLCdddrRRRAAA 即：總的差動(dòng)電即：總的差動(dòng)電壓放大倍數(shù)為：壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù):iodduuA RRuodui1RCT1RbRCT2Rbib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路ro = 2RC ri ri ro)/( 21bbeiRrRr輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：(2) 輸入輸出電阻輸入輸出電阻RRuoui1+VCCRCT1RbRCT2Rbib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路輸入端輸入端 接法

22、接法雙端雙端單端單端輸出端輸出端 接法接法雙端雙端單端單端三、差分放大電路的四種接法三、差分放大電路的四種接法雙端輸入雙端輸入雙端輸出雙端輸出雙端輸入雙端輸入單端輸出單端輸出單端輸入單端輸入雙端輸出雙端輸出單端輸入單端輸入單端輸出單端輸出第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路雙端輸入雙端輸出：雙端輸入雙端輸出： Ad = Ad1121)2/(bebLCdddrRRRAAA第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路1.雙端輸入雙端輸入單端輸出電路單端輸出電路圖圖3.3.7 雙端輸入、單端輸出差分放大電路雙端輸入、單端輸出差分放大電路第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路圖圖3

23、.3.9 對(duì)差模信號(hào)的等效電路對(duì)差模信號(hào)的等效電路1)2/(21bebLCdrRRRAro = RC)/( 21bbeiRrRr第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路2.單端輸入單端輸入雙端輸出電路雙端輸出電路圖圖3.3.11 單端輸入、雙端輸出電路單端輸入、雙端輸出電路1112uAuAuAudcdo結(jié)論：結(jié)論：?jiǎn)味溯斎腚p端輸出電路單端輸入雙端輸出電路與與雙端輸入雙端輸出電雙端輸入雙端輸出電路路的靜態(tài)工作點(diǎn)以及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析完全相同。的靜態(tài)工作點(diǎn)以及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析完全相同。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路3.單端輸入單端輸入單端輸出電路單端輸出電路圖圖3.3.12 單端輸

24、入、單端輸出電路單端輸入、單端輸出電路第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路結(jié)論：結(jié)論：1.四種接法的電路，輸入電阻均為四種接法的電路，輸入電阻均為)/( 21bbeiRrRr2.差模增益差模增益Ad、共模增益、共模增益Ac、輸出電阻、輸出電阻Ro與輸出方式與輸出方式有關(guān)。有關(guān)。3.單端輸入信號(hào)可分解為一對(duì)差模信號(hào)單端輸入信號(hào)可分解為一對(duì)差模信號(hào)uId和一對(duì)共模和一對(duì)共模信號(hào)信號(hào)uId /2。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路四、改進(jìn)型差分放大電路四、改進(jìn)型差分放大電路mAIE5 . 0mAIE12kRe10VVEE7 .10kRe100VVEE7 .100第三章第三章 集

25、成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路RRuoui1RCT1RbRCT2Rbib2ib1ic2ic1ui2E+VCC電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu):IC3R2T3R1R3-VEE第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路 rce3 1M 恒流源恒流源T3 :放大區(qū)放大區(qū)333cceceIUruCEIB3iCUCE3IC3Q UCE3靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：主要分析主要分析T3管。管。VB3VE3 IE3 IC3第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路32BII 21II EERVRRRU21223233RUUIIBEREC2321CEQEQIII結(jié)論：結(jié)論：恒流源電路在不高的電源電壓下既為差分恒流源電路在不高

26、的電源電壓下既為差分放大電路設(shè)置了合適的靜態(tài)工作電流，又大大增放大電路設(shè)置了合適的靜態(tài)工作電流，又大大增強(qiáng)了共模負(fù)反饋?zhàn)饔?，使電路具有更?qiáng)的抑制共強(qiáng)了共模負(fù)反饋?zhàn)饔?，使電路具有更?qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力。模信號(hào)的能力。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路圖圖3.3.14 恒流源電路的簡(jiǎn)化畫法及電路調(diào)零措施恒流源電路的簡(jiǎn)化畫法及電路調(diào)零措施第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路圖圖3.3.15 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路1. 恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2. 恒流源不影響差模放大倍數(shù)。恒流源不

27、影響差模放大倍數(shù)。3. 恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無窮的電阻，所以共模抑制比是無窮窮的電阻，所以共模抑制比是無窮大。大。恒流源的作用恒流源的作用第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-55)3.2.3 中間級(jí)中間級(jí)一一. 有源負(fù)載共射放大電路有源負(fù)載共射放大電路圖3.2.10 有源負(fù)載共射放大電路第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-56)共射電路的電壓增益為：共射電路的電壓增益為：RUVIBECCR3 RCCQIII

28、 221 1211)/(bebLceceurRRrrA )/(21ceceLrrR 11bebLurRRA 對(duì)于此電路對(duì)于此電路Rc就是鏡像電流源的交流電阻，就是鏡像電流源的交流電阻，比用電阻比用電阻Rc就作負(fù)載時(shí)提高了。就作負(fù)載時(shí)提高了。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路111BCIIbce 1 2T2T11122221BBCIII) 1()1 (1211121121BBBCCBCIIIIIII21所以21211)1 (bebebebrrrre二、復(fù)合管二、復(fù)合管第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路復(fù)合管NPN+NPN=NPNPNP+PNP=PNPNPN+PNP=NPN

29、PNP+NPN=PNP第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路3.2.4輸出級(jí)輸出級(jí)一、基本電路一、基本電路圖圖3.3.16 互補(bǔ)輸出級(jí)的基本電路及其交越失真互補(bǔ)輸出級(jí)的基本電路及其交越失真第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路二、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)二、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)圖圖3.3.17 消交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)消交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路2121DDBBUUU、ibbuuu21BEBECEBBURRURRRUU)1 (4344321、第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路圖圖3.3.18 采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補(bǔ)級(jí)輸出采用復(fù)合

30、管的準(zhǔn)互補(bǔ)級(jí)輸出第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路3.33.3 典型的集成運(yùn)放電路二、讀圖舉例二、讀圖舉例一、讀圖方法一、讀圖方法第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路一、讀圖方法了解要分析的電路的應(yīng)用場(chǎng)合、用途和技術(shù)了解要分析的電路的應(yīng)用場(chǎng)合、用途和技術(shù)指標(biāo)。指標(biāo)。將整個(gè)電路圖分為各自具有一定功能的基本將整個(gè)電路圖分為各自具有一定功能的基本電路。電路。定性分析每一部分電路的基本功能和性能。定性分析每一部分電路的基本功能和性能。電路相互連接關(guān)系以及連接后電路實(shí)現(xiàn)的功電路相互連接關(guān)系以及連接后電路實(shí)現(xiàn)的功能和性能。能和性能。必要時(shí)可估算或利用計(jì)算機(jī)計(jì)算電路的主要必要時(shí)可估算或

31、利用計(jì)算機(jī)計(jì)算電路的主要參數(shù)。參數(shù)。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路讀讀圖圖集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器741例題例題inout直接耦合直接耦合 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路差分輸入級(jí)雙差分輸入級(jí)雙入單出入單出中間放大級(jí)復(fù)中間放大級(jí)復(fù)合管共射合管共射輸出級(jí)輸出級(jí) 2級(jí)共集級(jí)共集鏡像電流源鏡像電流源輸入級(jí)偏置輸入級(jí)偏置鏡像電流源鏡像電流源T5的偏置的偏置+ +- - + + +- - - -反相端反相端同相端同相端第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路（1）放大電路的直流分析）放大電路的直流分析例例3.3.

32、1 已知：當(dāng)已知：當(dāng)vi1 = vi2 = 0時(shí)，時(shí)，vo = 0 ； = 100；VBE = 0.7V 。1mA)(8EEBE8CCREFC7 RVVVII 差分輸入級(jí)差分輸入級(jí)5mA. 021C7C2C1 III4V)7V. 0()(2C2CCCE2 RIVV 中間放大級(jí)中間放大級(jí)1mA)2()(4BE2C2CCR4R3 RVRIVII4R43R3CCBE2R2CC3R3CCE4C4CE4)()2()(3VRIRIVVRIVRIVVVV B5C3C4R3IIII )(B3C3C4R4IIII 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路（1）放大電路的直流分析）放大電路的直流分析例例3.

33、3.1 已知：當(dāng)已知：當(dāng)vi1 = vi2 = 0時(shí)，時(shí)，vo = 0 ； = 100；VBE = 0.7V 。1mA0)(5BE6BE53R3CCE5 RVVRIVI 輸出級(jí)輸出級(jí)5mA)(06EEE6 RVI0.96mA)(07EEDR7C9E5 RVVIII直流電平移動(dòng)直流電平移動(dòng)Vo = VB5- -VBE5 - -VR5 - -VBE6= VB5- -2VBE IC9R5第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路（2）放大電路的輸入、輸出電阻）放大電路的輸入、輸出電阻例例3.3.1 rbe1= rbe2=5.45k ，rbe3 =262k ，rbe4= rbe5=2.8k ，rb

34、e6=725 =100rce=200k Rid=Ric=Ro2=Ri2 =19.9M Ro1= rbe3 + (1+ )rbe4 +(1+ )R4 Ri3 =10.6M 0.41ko3R763559ce6611RrRrrR )/(/bebe2rbe1 =10.9k 0.5rbe1 +(1+ )2rce7 =20M R2=14.3k R3=5.1k = rbe5 + (1+ )R5 + rce9 / rbe6 +(1+ )R6 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路（3）放大電路的總增益）放大電路的總增益例例3.3.1 V3V2VDc4oc2c4i2i1c2VAAAvvvvvvvA 12

35、9=)/(=be2bei22 r2Rr2RR Ri2 =19.9M R2VT2i2c2i2i1c2VD21=Av2vvvvA )()(/)(4be4be3i33V2R1r1riRRi1iA3b43b33b3 2.6i23 RR43 335 VA1 3VARi3 =10.6M 第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路例: (北京理工大學(xué)1999年研究生入學(xué)試題)如圖所示為差動(dòng)放大電路,已知 rbb =0, VBE = 0.6V,值均為 50，調(diào)節(jié) Rw 的滑動(dòng)端可調(diào)節(jié)該電路的差模電壓放大倍數(shù)Aud, 問：當(dāng)Rw的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí) Aud =？ T1T2Rc15.1KRC25.1KVCC1

36、5VUoUi3.3KR22KRW1.8KR11KVEE15V3TIC311k第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路 解：當(dāng)Rw的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí)，忽略VBE,)(2113RRRRVVWEEB1 .11)28 . 111(11153 . 3151 .11333eEEBcRVVmA167. 1第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路mAcEQEQ58. 02132121beberrkmAmVrEbb3 . 2)()(26)1 (55222becidodudrRUUA第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路 分析：分析： 該電路是恒流源差動(dòng)放大電路，調(diào)整該電路是恒流源差動(dòng)放大電

37、路，調(diào)整R Rw w 改變改變 c3c3值，相應(yīng)值，相應(yīng) EQ1EQ1和和 EQ2EQ2改變，改變，r rbe1be1和和r rbe2 be2 變變 化，可調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)化，可調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù) A Audud。第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-74) ri 大大: 幾十幾十k 幾百幾百 k 1、集成運(yùn)放的符號(hào)及電壓傳輸、集成運(yùn)放的符號(hào)及電壓傳輸特性特性KCMRR 很大很大 ro 小：幾十?。簬资?幾百幾百 A o 很很大大: 104 107理想運(yùn)放：理想運(yùn)放： ri KCMMRR ro 0 0Ao 運(yùn)放符號(hào)：運(yùn)放符號(hào)：uu+ uo u u+ uoAo國(guó)際符號(hào)國(guó)際符號(hào)國(guó)內(nèi)符號(hào)

38、國(guó)內(nèi)符號(hào)3.4 集成運(yùn)放的性能指標(biāo)集成運(yùn)放的性能指標(biāo)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-75)電壓傳輸電壓傳輸特性：特性：集成運(yùn)放的輸出電壓與輸入電壓（即同相輸入端集成運(yùn)放的輸出電壓與輸入電壓（即同相輸入端與反相輸入端之間的差值電壓）之間的關(guān)系曲線。與反相輸入端之間的差值電壓）之間的關(guān)系曲線。即：即：)(0NPuufuuiuo+UOM-UOM線性放大區(qū)線性放大區(qū)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-76)集成運(yùn)放有集成運(yùn)放有線性放大區(qū)線性放大區(qū)（稱為線性區(qū)）和（稱為線性區(qū)）和飽和區(qū)飽和區(qū)（稱為非線性區(qū)）。在線性區(qū)，曲線的斜率為電（稱為非線性區(qū)）。在線性區(qū)，曲線的斜

39、率為電壓放大倍數(shù)；在非線性區(qū)，輸出電壓只有兩種可壓放大倍數(shù)；在非線性區(qū)，輸出電壓只有兩種可能的情況，能的情況，+UOM或或UOM。)(0NPoduuAu集成運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，集成運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，其中其中Aod稱為差模開環(huán)放大倍數(shù)稱為差模開環(huán)放大倍數(shù)例：若例：若UOM=12V，Aod=106， 則則|ui|1M , 有的可達(dá)有的可達(dá)100M 以上。以上。四、輸出電阻四、輸出電阻roro =幾幾 -幾十幾十 。2、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo)、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo)第三章第三章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路(1-78) UIO是運(yùn)算放大器輸出電壓為零時(shí)，在輸入端所加是運(yùn)算放大器輸出電壓為零時(shí)，在輸入端所加的補(bǔ)償電壓，其數(shù)值是的補(bǔ)償電壓，其數(shù)值是uI等于零時(shí)，輸出電壓折合等于零時(shí)，輸出電壓折合到輸入端電壓的負(fù)值，即到輸入端電壓的負(fù)值，即end五、輸入失調(diào)電壓五、輸入失調(diào)電壓UIO及其溫漂及其溫漂dUIO/dTo