模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)-chapter4

1Chapter4

集成運(yùn)算放大電路IntegratedCircuitOp-Amps繼續(xù)退出返回2

第四章集成運(yùn)算放大器

IntegratedCircuitOp-Amps§4.1

集成運(yùn)放電路概述§4.2電流源電路§4.3集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介§4.4集成運(yùn)放的性能指標(biāo)及低頻等效電路返回退出3

§4.1集成運(yùn)放電路概述（Preview）§4.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)§4.1.2組成及各部分功能§4.1.3電壓傳輸特性返回退出4

§4.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)OperationalAmplifiersOp-Amps運(yùn)算，放大

直接耦合 directcoupling

差分電路 differentialcircuit

恒流源 constantcurrentsource

復(fù)雜電路 complicatedcircuit

有源負(fù)載 activeload

復(fù)合型式 compositecircuit 返回5§4.1.2組成及各部分功能Structure&Function輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路inputouput返回6Structure&Function 一、輸入級(jí)(InputStage)

(highinputresistance)二、中間級(jí)(IntermediateStage)(highvoltagegain)三、輸出級(jí)(OutputStage)(lowoutputresistance)四、偏置電路(BiasingCircuit)(properquiescentpoint)返回7§4.1.3VoltageTransferCharacteristics

(電壓傳輸特性)uP--uN

uo

PositivesaturationvoltageNegtivesaturationvoltageuPuNuoVCC-VEEAodAod---open-loopvoltagegainAod可達(dá)上萬(wàn)倍，百萬(wàn)倍返回8理想運(yùn)放：開路增益無(wú)窮且與頻率無(wú)關(guān)；輸入電阻無(wú)窮；（輸入回路不取電流）輸出電阻零。uI+-uoroAoduI簡(jiǎn)化等效電路返回9§4.2CurrentSource(電流源電路)§4.2.1基本電流源電路§4.2.2改進(jìn)型電流源電路§4.2.3多路電流源電路§4.2.4有源負(fù)載放大電路返回10一、Currentmirror(鏡像電流源）R-VCCT0T1ICIRVCCRT0T1ICIR§4.2.1BasicCurrentSource(基本電流源電路)返回11

存在問題：

IR大時(shí)，R損耗大；

IR小時(shí)，R阻值本身太大， 不易集成。當(dāng)

>>2不成立即較小時(shí)，IC1與IR的差別不能忽略一、Currentmirror(鏡像電流源）返回12二、比例電流源IE0IE1Re0Re1T0T1RVCCIRIC1UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1待改進(jìn)的方面：

IR的取值取決于Re0和Re1的比值 如希望IC1很小，工藝上受一定限制。返回13三、WidlarCurrentSource(微電流源)IE1VCCIRT0T1IC1RRE>>1時(shí)當(dāng)

>>1不成立即較小時(shí)，誤差不能忽略返回14§4.2.2ModifiedCurrentSource

（改進(jìn)型電流源電路）一、ModifiedCurrentSourceIC1T0IRIE2T1T2VCCRVCCRT0T1ICIR返回15二、WilsonCurrentsource（威爾遜電流源）VCCIC1IE2IC2IC0IRB返回16§4.2.3MultipleCurrentSources

(多路電流源電路)IE0Re0IE1Re1IE2Re2IE3Re3VCCRIRIC1IC2IC3Re0Re1Re2Re3IE0IE1IE2IE3返回17§4.2.4AmpliferswithActiveLoad

（有源負(fù)載放大電路）一、CommonEmitterAmplifierwithActiveLoaduIRbT1T2T3VCCRRL+-uoIRRbrbe1Ib1rce1rce2RL+-uoIb1返回18二、DifferentialAmplifierwithActiveLoadVCCT1T2T3T4I-VEE+-uIRLic3ic1ic4ic2io+-uoCurrentmirror:ic4=ic3;ic3=ic1有uId時(shí),ic1=-

ic2io=ic4-ic2

=ic1-(-

ic1)=2

ic1電流轉(zhuǎn)移作用,單端輸出,雙端效果返回19§4.3DescriptionofOP-Amps

集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路inputouput返回20前級(jí)后級(jí)IR5偏置電路(通用型運(yùn)算放大器F007)T8~T13，R4,R5：偏置電路IR5： 參考電流作用：為各級(jí)提供合適的偏置返回21輸入級(jí)電路T1~T7,R1~R3組成T1~T4：共集-共基結(jié)構(gòu)輸入電阻大，頻帶寬T5,T6：鏡像電流源做有源負(fù)載去下一級(jí)iB16IC10差模時(shí)，iC3=-iC4,iC3=iC5,iC5=iC6,iC6=-iC4

iB16=iC4-iC6=2iC4共模時(shí)，iB16=iC4-iC6=0靜態(tài)時(shí)，IC10=IC9+IB3+IB4

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定作用返回(通用型運(yùn)算放大器F007)22中間增益級(jí)電路和功率輸出級(jí)電路T13中間級(jí)：T15~T17,T13組成復(fù)合放大管有源負(fù)載（T13電流源)高增益輸出級(jí)：VBE倍增電路甲乙類準(zhǔn)互補(bǔ)推挽功率放大電路返回(通用型運(yùn)算放大器F007)23功率輸出級(jí)及其保護(hù)電路甲乙類準(zhǔn)互補(bǔ)推挽功率放大電路D1,D2,R9,R10及T15組成輸出過(guò)流保護(hù)電路uR7+uD1=uBE14+ioR9R9,R10不對(duì)稱補(bǔ)償返回(通用型運(yùn)算放大器F007)24

(集成運(yùn)放電路簡(jiǎn)介)返回(通用型運(yùn)算放大器F007)25F007集成電路簡(jiǎn)介單端輸出,差模時(shí),雙端效果;共模時(shí),ic4=ic6,ic4-ic6=0,CMRR大靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定作用偏置電路中間增益級(jí)功率輸出級(jí)過(guò)流保護(hù)輸入級(jí)返回(通用型運(yùn)算放大器F007)26§4.4集成運(yùn)放的性能指標(biāo)及低頻等效電路

Op-AmpsParametersand

LowFrequencyEquivalentCircuit§4.4.1主要性能指標(biāo)§4.4.2低頻等效模型返回27§4.4.1主要性能指標(biāo)MainSpecifications

1.Open-loopvoltagegainAod2.Common-moderejectionratioKCMR3.Differentialinputresistancerid4.Inputoffsetvoltageandthermalvoltagedrift5.Inputoffsetcurrentandthermalinput offsetcurrentdrift開環(huán)差模電壓增益共模抑制比差模輸入電阻輸入失調(diào)電壓及其溫漂輸入失調(diào)電流及其溫漂返回286.Inputbiasingcurrent7.Maximumcommon-modeinputvoltage;8.Maximumdifferentialinputvoltage;9.(Upper)Cut-offfrequency(-3dBbreakfrequency);10.Unity-gainfrequency(Aod=1)11.Slewrate.輸入偏置電流最大共模輸入電壓最大差模輸入電壓上限截止頻率單位增益帶寬轉(zhuǎn)換速率返回29§4.4.2低頻等效模型

Lowfrequencyequ