模擬電子技術(shù),華成英,童詩白,第四版,考試重點(diǎn),學(xué)習(xí)基礎(chǔ),第4章集成運(yùn)算放大電路

許昌學(xué)院電氣信息工程學(xué)院主講人：姚寧聯(lián)系方式多媒體教學(xué)課件模擬電子技術(shù)

FundamentalsofAnalogElectronics

第四章集成運(yùn)算放大電路§4.1概述§4.2集成運(yùn)放中的電流源回顧：運(yùn)算放大器au+u-uoo+_ud_+A+bUsat-Usat

-

Uo/VUd/mVO實(shí)際特性近似特性分三個(gè)區(qū)域：①線性工作區(qū)：|ud|

<

則

uo=Aud②正向飽和區(qū)：③反向飽和區(qū)：ud>

則

uo=Usatud<-

則uo=-Usat

是一個(gè)數(shù)值很小的電壓，例如Usat=13V,A=105，則

=0.13mV=130uV?；仡櫍哼\(yùn)算放大器在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下的理想化處理：（1）運(yùn)算放大器理想化的條件①

A

uo為有限值，則ud=0,即u+=u-，兩個(gè)輸入端之間相當(dāng)于短路(虛短路)；②

Ri

i+=0,i－=0。

即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開路(虛斷路)。③

Ro

0au+u-uoo+_ud_+A+b（2）運(yùn)放工作在飽和區(qū)時(shí)

a.當(dāng)u+>u-時(shí)，uo=Usat

b.當(dāng)u+<u-時(shí)，uo=-Usat§4.1

概述一、集成運(yùn)放的特點(diǎn)二、集成運(yùn)放電路的組成三、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性

一、集成運(yùn)放的特點(diǎn)（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性，采用差分放大電路和電流源電路。（2）用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路，因?yàn)殡娐返膹?fù)雜化并不帶來工藝的復(fù)雜性。（3）用有源元件替代無源元件，如用晶體管取代難于制作的大電阻。（4）采用復(fù)合管。

集成運(yùn)算放大電路，簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放，是一個(gè)高性能的直接耦合多級(jí)放大電路。因首先用于信號(hào)的運(yùn)算，故而得名。二、集成運(yùn)放電路的組成兩個(gè)輸入端一個(gè)輸出端

若將集成運(yùn)放看成為一個(gè)“黑盒子”，則可等效為一個(gè)雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。集成運(yùn)放電路四個(gè)組成部分的作用輸入級(jí)：前置級(jí)，多采用差分放大電路。要求Ri大，Ad大，

Ac小，輸入端耐壓高。中間級(jí)：主放大級(jí)，多采用共射放大電路。要求有足夠的放大能力。輸出級(jí)：功率級(jí)，多采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。要求Ro小，最大不失真輸出電壓盡可能大。偏置電路：為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。采用電流源電路。幾代產(chǎn)品中輸入級(jí)的變化最大！三、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性

由于Aod高達(dá)幾十萬倍，所以集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的最大輸入電壓(uP－uN)的數(shù)值僅為幾十～一百多微伏。在線性區(qū)：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是開環(huán)差模放大倍數(shù)。非線性區(qū)

(uP－uN)的數(shù)值大于一定值時(shí)，集成運(yùn)放的輸出不是＋UOM

,

就是－UOM，即集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。uO=f(uP-uN)＋UOM－UOM§4.2

集成運(yùn)放中的電流源一、基本電流源電路

二、改進(jìn)型電流源電路三、以電流源為有源負(fù)載的放大電路四、讀圖方法1.鏡像電流源T0和T1特性完全相同。電路中有負(fù)反饋嗎？一、基本電流源電路

基準(zhǔn)電流IC1↑IC0↑→IC↓IR↑→UR↑→UB↓→IB↓T(℃)↑→2.比例電流源

在鏡像電流源電路中，若增加兩個(gè)發(fā)射極電阻，使兩個(gè)發(fā)射極電阻中的電流成一定的比例關(guān)系，即可構(gòu)成比例電流源。因

3.微電流源

設(shè)計(jì)過程很簡(jiǎn)單，首先確定IE0和IE1，然后選定R和Re。超越方程要求提供很小的靜態(tài)電流，又不能用大電阻。Re二、改進(jìn)型電流源電路

加射極輸出器的電流源

例1P214三、電路如圖T4.3所示，已知β0=β1=β2=100。各管的UBE均為0.7V，試求IC2的值。6

IRIC0IB2IE2IC1IB0IB1回顧：1.集成運(yùn)放的四個(gè)組成部分及其作用；2.集成運(yùn)放的電壓傳輸特性；3.鏡像電流源；4.比例電流源。在線性區(qū)：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是開環(huán)差模放大倍數(shù)。①哪只管子為放大管？②其集電結(jié)靜態(tài)電流約為多少？③靜態(tài)時(shí)UIQ為多少？④為什么要考慮

h22?1.用于共射放大電路三、以電流源為有源負(fù)載的放大電路T1管的集電極動(dòng)態(tài)電流全部流向負(fù)載，有源負(fù)載使|Au|大大提高。2.用于差分放大電路①電路的輸入、輸出方式？②如何設(shè)置靜態(tài)電流？③靜態(tài)時(shí)iO約為多少？④動(dòng)態(tài)時(shí)ΔiO約為多少？

使單端輸出電路的差模放大倍數(shù)近似等于雙端輸出時(shí)的差模放大倍數(shù)。靜態(tài)：動(dòng)態(tài)：例2P214四、電路如圖T4.4所示。+----++同相輸入端反相輸入端四、讀圖方法（1）了解用途：了解要分析的電路的應(yīng)用場(chǎng)合、用途和技術(shù)指標(biāo)。（2）化整為零：將整個(gè)電路圖分為各自具有一定功能的基本電路。（3）分析功能：定性分析每一部分電路的基本功能和性能。（4）統(tǒng)觀整體：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。（5）定量計(jì)算：必要時(shí)可估算或利用計(jì)算機(jī)計(jì)算電路的主要參數(shù)。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。討論P(yáng)2184.131.輸入級(jí)采用什么措施增大放大倍數(shù)？2.中間級(jí)采用什么措施增大電壓放大倍數(shù)？3.如何消除交越失真？4.uI1、uI2哪個(gè)是同相輸入端？哪個(gè)是反相輸入端？有源負(fù)載有源負(fù)載復(fù)合管共射放大電路增大輸入級(jí)的負(fù)載電阻_+____++反相輸入端同相輸入端積累電流放大系數(shù)超β管本章小結(jié)本章主要講述了集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、電流源電路及有源負(fù)載放大電路和集成運(yùn)算放大電路。集成電路運(yùn)算放大器是用集成工藝制成的、具有高增益的直接耦合多級(jí)放大電路。它一般由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四部分組成。為了抑制溫漂和提高共模抑制比，常采用差分式放大電路作輸入級(jí)；中間為電壓增益級(jí)；互補(bǔ)對(duì)稱電壓跟隨電路常用作輸出級(jí)；電流源電路構(gòu)成偏置電路。電流源電路是模擬集成電路的基本單元電路，其特點(diǎn)是直流電阻小，交流電阻很大，并具有溫