集成運(yùn)算放大器電路

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1、第六講集成運(yùn)算放大器電路第一互補(bǔ)輸出級(jí)二、基本電路三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)四、準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)五、直接耦合多級(jí)放大電路一、對(duì)輸出級(jí)的要求一、對(duì)輸出級(jí)的要求互補(bǔ)輸出級(jí)是直接耦合的功率放大電路。對(duì)輸出級(jí)的要求：帶負(fù)載能力強(qiáng)；直流功耗??；負(fù)載電阻上無(wú)直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。射極輸出形式靜態(tài)工作電流小輸入為零時(shí)輸出為零雙電源供電時(shí)Uom的峰值接近電源電壓。單電源供電Uom的峰值接近二分之一電源電壓。二、基本電路靜態(tài)時(shí)T1、T2均截止，UB=UE=01.特征：T1、T2特性理想對(duì)稱。2.靜態(tài)分析T1的輸入特性理想化特性3.動(dòng)態(tài)分析ui正半周，電流通路為+VCC→T1→RL→地，uo=

2、ui兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。ui負(fù)半周，電流通路為地→RL→T2→-VCC，uo=ui4.交越失真消除失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。信號(hào)在零附近兩只管子均截止開(kāi)啟電壓三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)對(duì)偏置電路的要求：有合適的Q點(diǎn)，且動(dòng)態(tài)電阻盡可能小，即動(dòng)態(tài)信號(hào)的損失盡可能小。如果信號(hào)為零時(shí)兩只管子處于臨界導(dǎo)通或微導(dǎo)通狀態(tài)，那么當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)兩只管子中至少有一只導(dǎo)通，因而消除了交越失真。二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)直流電源的作用可近似等效為一個(gè)0.6～0.8V的直流電池，對(duì)交流信號(hào)的作用可等效為一個(gè)數(shù)值很小的動(dòng)態(tài)電阻。三、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)四、準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)為保持輸出管的

3、良好對(duì)稱性，輸出管應(yīng)為同類型晶體管。五、直接耦合多級(jí)放大電路1.放大電路的讀圖方法（1）化整為零：按信號(hào)流通順序?qū)級(jí)放大電路分為N個(gè)基本放大電路。（2）識(shí)別電路：分析每級(jí)電路屬于哪種基本電路，有何特點(diǎn)。（3）統(tǒng)觀總體：分析整個(gè)電路的性能特點(diǎn)。（4）定量估算：必要時(shí)需估算主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)。2.例題第一級(jí)：雙端輸入單端輸出的差放第二級(jí)：以復(fù)合管為放大管的共射放大電路第三級(jí)：準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)動(dòng)態(tài)電阻無(wú)窮大（1）化整為零，識(shí)別電路（2）基本性能輸入電阻為2rbe、電壓放大倍數(shù)較大、輸出電阻很小、最大不失真輸出電壓的峰值接近電源電壓。（3）判斷電路的同相輸入端和反相輸入端接法輸入輸出相位共射bc反相

4、共集be同相共基ec同相＋－－＋＋整個(gè)電路可等效為一個(gè)雙端輸入單端輸出的差分放大電路。＋同相輸入端反相輸入端（4）交流等效電路可估算低頻小信號(hào)下的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。清華大學(xué)華成英hchya@tsinghua.edu.cn第二集成運(yùn)算放大電路一、概述二、集成運(yùn)放中的電流源電路三、集成運(yùn)放電路分析四、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo)五、集成運(yùn)放的種類一、概述（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)殡娐窂?fù)雜并不增加制作工序。（3）用有源元件替代無(wú)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。

5、1.集成運(yùn)放的特點(diǎn)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。2.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。3.集成運(yùn)放的符號(hào)和電壓傳輸特性u(píng)O=f(

6、uP-uN)由于Aod高達(dá)幾十萬(wàn)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(kāi)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)。二、集成運(yùn)放中的電流源電路1.鏡像電流源T0和T1特性完全相同。在電流源電路中充分利用集成運(yùn)放中晶體管性能的一致性。電路中有負(fù)反饋嗎？基準(zhǔn)電流2.微電流源要求提供很小的靜態(tài)電流，又不能用大電阻。設(shè)計(jì)過(guò)程很簡(jiǎn)單，首先確定IE0和IE1，然后選定R和Re。超越方程Re3.多路電流源（1）基于比例電流源

7、的多路電流源根據(jù)所需靜態(tài)電流，來(lái)選取發(fā)射極電阻的數(shù)值。UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1=UBE2+IE2Re2=UBE3+IE3Re4因?yàn)閁BE相差不多，故IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3（2）多集電極管構(gòu)成的多路電流源根據(jù)所需靜態(tài)電流，來(lái)確定集電結(jié)面積。設(shè)三個(gè)集電區(qū)的面積分別為S0、S1、S2，則（3）MOS管多路電流源根據(jù)所需靜態(tài)電流，來(lái)確定溝道尺寸。MOS管的漏極電流正比于溝道的寬長(zhǎng)比。設(shè)寬長(zhǎng)比W/L=S，且T1～