第4章集成運(yùn)算放大器

1、4.1.1 集成電路中元器件的特點(diǎn)集成電路中元器件的特點(diǎn)偏置電路偏置電路為各級電路提供直流偏置電流，并使整個(gè)運(yùn)放的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且功耗較小，一般是由各種類型的恒流源電路組成。輸入級輸入級提供與輸出同相和反向的兩個(gè)輸入端，并具有較高的輸入電阻和抑制零漂的能力，因而采用差分放大電路。中間級中間級承擔(dān)整個(gè)運(yùn)放的電壓放大，要具有很高的電壓增益，因而采用復(fù)合晶體管共射級放大電路和有源負(fù)載電路來提高放大能力。輸出級輸出級要為負(fù)載提供足夠的電壓和電流，具有很小的輸出電阻和較大的動(dòng)態(tài)范圍，因而采用互補(bǔ)推挽電路。為防止輸出短路還增加有保護(hù)電路。4.2.1 典型差分放大電路（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱。特點(diǎn)

2、：結(jié)構(gòu)對稱。1、電路的組成及抑制零漂的原理ui1ui2uoRCR1T1RBRCR1T2RB（2） 抑制零漂的原理抑制零漂的原理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)：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2（3） 共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號：共模輸入信號： ui1 = ui2 = uC （大小相等，極性相同）（大小相等，極性相同）理想情況：理想情況：ui1 = ui2 u

3、C1 = uC2 uo= 0 共模電壓放大倍數(shù)：共模電壓放大倍數(shù)：（很小，（很小，1)設(shè)設(shè)uC1 =UC1 + uC1 ， uC2 =UC2 + uC2 。因因ui1 = -ui2， uC1 =- uC2 uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 = 2 uC1 差模電壓放大倍數(shù)：差模電壓放大倍數(shù)：1212ioiioCuuuuuA+UCC（5）共模抑制比）共模抑制比(CMRR)的定義的定義例例: Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBCMRR Common Mode Rejection Ratio KCMRR =KCMRR (dB) =(

4、分貝分貝)cdAAcdAAlog202、長尾式差分放大電路（1）長尾式差分放大電路Re的作用 長尾電阻Re的作用是引入共模負(fù)反饋。即Re對共模信號有負(fù)反饋?zhàn)饔?，而對差模信號沒有負(fù)反饋?zhàn)饔?。對于共模信號：uic ic ie ue ube ic 從而限制了ic的升高。對于差模信號：流過Re的電流總量保持不變。（2）長尾式差分放大電路靜態(tài)分析 當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，畫出單邊的直流等效電路如圖所示。 直流有兩種畫法。02EEEEBEQBBVRIURIEBBEQEEBRRUVI)1 (2BCII)2(ECCEECCCERRIVVU（3）長尾式差分放大電路動(dòng)態(tài)分析兩個(gè)等效 （1）長尾電阻Re對差模信號不起作用

5、，所以可以視為短路。（2）負(fù)載電阻在1/2RL處短路。beBLCudrRRRA21/)(2beBidrRRCORR2（4）差分放大電路輸入輸出接法4.2.2 恒流源式式差分放大電路（1）由來：長尾式差分放大電路中，長尾電阻Re愈大，則共模負(fù)反饋?zhàn)饔镁陀鷱?qiáng)，抑制零漂的效果愈好。但Re愈大，為得到同樣的工作電流所需要的負(fù)電源VEE的值就愈大。 利用三極管c、e之間的電阻來代替Re，可以在增加Re的情況下，VEE不至于太高。p123 rce3 1M 恒流源恒流源T3 :放大區(qū)放大區(qū)333cceceIUruCEIB3iCUCE3IC3Q UCE3（2）電路組成RRuoui1RCT1RBRCT2RBib

6、2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEE靜態(tài)分析：主要分析靜態(tài)分析：主要分析T3管。管。VB3VE3 IE3 IC3動(dòng)態(tài)分析：和長尾式完全一樣4.2.3 電流源電路 電流源電路不僅輸出電流比較穩(wěn)定，而且具有較大的交流等效電阻，在集成電路中，常常用它給放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流或作為有源負(fù)載。 這里主要分析：電流鏡電路，比例電流源，微電流源三種。1、 電流鏡電路（鏡像電流源）RUUIIBECCRC2 我們稱IR為基準(zhǔn)電流，而將IC2作為輸出電流，供給其它放大級。 IC2 與IR 成為一種鏡像關(guān)系，故稱其為鏡像電流源。2、 比例電流源REECECERIRRIRIRI2122213、 微電流源ecCCTRIIIU221ln 只需阻值不大的Re便可獲得微小的工作電流IC2，故稱之為微電流源4.2.4 復(fù)合管（1）復(fù)合管的類型與前級三極管的類型相同。（2）復(fù)合管的值為12.（3）由相同類型組成