《模擬電子技術(shù)》第三章集成運(yùn)算放大器電路

第三章集成運(yùn)算放大器電路§3.1概述§3.2電流源電路§3.3差動(dòng)放大電路§3.4集成運(yùn)算放大器§3.5集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單應(yīng)用電路3.1.1集成運(yùn)算放大器的電路組成輸入級(jí)：由差動(dòng)放大電路構(gòu)成。可減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾。中間級(jí)：共射（共源）極放大電路。用于電壓放大。輸出級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)放大電路。降低輸出電阻，提高帶載能力。偏置電路：由恒流源電路構(gòu)成。確定運(yùn)放各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)?！?.1概述3.1.2集成運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、電路元件上采用有源器件代替大電阻；2、用晶體管代替二極管，用復(fù)合管結(jié)構(gòu)代替晶體管；3、采用同一硅片制成，元件參數(shù)一致性好，元件參數(shù)具有對(duì)稱(chēng)性；4、電路結(jié)構(gòu)上采用直接耦合。3.2.1單管電流源電路1.電路結(jié)構(gòu)形式2.工作原理分析電路參數(shù)選定后，IC為輸出恒流源IO。其動(dòng)態(tài)電阻ro相當(dāng)大，可近似為理想電流源?！?.2電流源電路3.2.2鏡像電流源電路1.電路結(jié)構(gòu)形式2.工作原理分析IC2可看作是IR的鏡像。IR受電源變化的影響大β值較小時(shí),IC2與IR的差別較大用于大工作電流的場(chǎng)合（mA級(jí)）集成電路中R

不可能太大。3.2.3比例電流源電路1.電路結(jié)構(gòu)形式2.工作原理分析3.2.4微電流源電路1.電路結(jié)構(gòu)形式2.工作原理分析設(shè)計(jì)電流源：先確定基準(zhǔn)電流和輸出電流數(shù)值，然后求出R

和RE的值。3.3.1基本差動(dòng)放大電路1.電路組成兩個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的共射級(jí)放大電路.§3.3差動(dòng)放大電路3.3.1基本差動(dòng)放大電路1.電路組成2.抑制零點(diǎn)漂移的工作原理兩個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的共射級(jí)放大電路.

ui=0時(shí)3.3.1基本差動(dòng)放大電路1.電路組成3.差動(dòng)放大電路的主要性能指標(biāo)2.抑制零點(diǎn)漂移的工作原理若輸入任意信號(hào)，可以看成差模信號(hào)與共模信號(hào)的疊加.共模信號(hào)為差模信號(hào)為兩輸入信號(hào)為兩輸出信號(hào)為3.3.1基本差動(dòng)放大電路3.差動(dòng)放大電路的主要性能指標(biāo)差模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)共模抑制比差模輸入電阻輸出電阻3.3.2長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路1.靜態(tài)分析

3.3.2長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路2.動(dòng)態(tài)分析

差模電壓放大倍數(shù)接入負(fù)載時(shí)3.3.2長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路2.動(dòng)態(tài)分析

共模電壓放大倍數(shù)以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力實(shí)際上:只要Re足夠大3.3.2長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路2.動(dòng)態(tài)分析

共模抑制比差模輸入電阻輸出電阻3.3.2長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路3.3.3差動(dòng)放大電路的改進(jìn)形式具有恒流源的差動(dòng)放大電路三極管T3工作在放大區(qū)時(shí),具有恒流源特性.溫度變化時(shí),T3的發(fā)射極電位和發(fā)射極電流也基本保持穩(wěn)定.接入T3后,T1T2集電極電流不會(huì)因溫度的變化而同時(shí)增大或減小。共模信號(hào)得到了抑制。3.3.3差動(dòng)放大電路的改進(jìn)形式具有調(diào)零功能的差動(dòng)放大電路3.3.4差動(dòng)放大電路的電壓傳輸性當(dāng)時(shí)，uod與uid呈線性關(guān)系，斜率為Aid；當(dāng)時(shí)，傳輸特性趨于水平。3.3.5差動(dòng)放大電路分析舉例1.靜態(tài)分析2.動(dòng)態(tài)分析差模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)共模抑制比差模輸入電阻輸出電阻3.3.6差動(dòng)放大電路小結(jié)1）差模輸入電阻與輸入方式無(wú)關(guān)；2）輸出電阻取決于輸出方式。3.5.1理想運(yùn)算放大器的條件與符號(hào)一、理想運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)通常：開(kāi)環(huán)電壓增益

Aod的105（很高）輸入電阻

ri

106Ω（很大）輸出電阻

ro

100Ω（很?。?/p>

電路模型§3.5集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單應(yīng)用電路3.5.1理想運(yùn)算放大器的條件與符號(hào)一、理想運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)

Aud→∞差模輸入電阻

rid→∞輸出電阻ro≈0共模抑制比KCMRR→∞輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流均為零。3.5.1理想運(yùn)算放大器的條件與符號(hào)一、理想運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)二、電壓傳輸特性劃分為三個(gè)區(qū)：負(fù)飽和區(qū)uod=-Uom正飽和區(qū)uod=+Uomuid=u+-u-線性區(qū)uod=Aud

uid3.5.1理想運(yùn)算放大器的條件與符號(hào)三、理想運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)的特點(diǎn)uid＝uP－uN≈0，即uP≈uN，稱(chēng)為虛假短路，簡(jiǎn)稱(chēng)虛短

由于輸入電阻rid→∞ip＝-in＝(up－un)/rid≈0，這種現(xiàn)象稱(chēng)為虛斷。

uod=Auduid=Aud（uP－uN）由于Aod→∞，uud為有限值，3.5.1理想運(yùn)算放大器的條件與符號(hào)四、理想運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)虛短不成立。

虛斷仍然成立。

電壓傳輸特性中的線性區(qū)極小。開(kāi)環(huán)或正反饋時(shí)，工作在非線性區(qū)。3.5.2同相比例器由理想運(yùn)放的特性

R’為平衡電阻3.5.2同相比例器

R’為平衡電阻電壓跟隨器輸出端相當(dāng)于理想電壓源，帶負(fù)載能力極強(qiáng)。3.5.3反相比例器