模電課件第3章集成運放

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1、集成運算放大器integratedoperationalamplifierChapter3主要內(nèi)容集成運放的簡介差動放大電路電流源電路通用型集成運算放大器集成運放的主要參數(shù)理想集成運算放大器2§3.1集成運放的簡介一、簡介集成電路是60年代初期發(fā)展起來的。采用半導(dǎo)體制造工藝，在一小塊硅單晶片上制作具有特定功能的電子線路。集成電路分為：模擬集成電路與數(shù)字集成電路。根據(jù)用途和具體功能不同，可分為集成運算放大器、集成功率放大器、集成帶寬放大器、集成電壓比較器、集成乘法器、集成穩(wěn)壓器、集成A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等。其中通用性最強(qiáng)、應(yīng)用最為廣泛的就是集成運算放大器。3中間級輸入級偏置電路輸出級ui+ui

2、?uo集成運放是一個高增益直接耦合放大電路。采用具有兩個輸入端子的差動放大電路提供增益，通常是共射組態(tài)的放大電路二、組成多數(shù)由恒流源電路組成由有較強(qiáng)帶負(fù)載能力的互補(bǔ)推挽電路組成4三、特點集成運放在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上充分利用集成工藝的特點。1、集成工藝難以制作電感和較大容量的電容（一般只能制作200pF以下的電容）。集成運放均采用直接耦合方式。2、集成電路中的電阻多是半導(dǎo)體的體電阻，阻值越大，所占硅片面積越大。故大電阻往往利用有源負(fù)載實現(xiàn)。3、集成工藝較易制作良好匹配性的同種元、器件，在集成運放中廣泛采用對稱性電路結(jié)構(gòu)。5§3.2集成運算放大器的單元電路差動放大電路的組成與原理差動放大電路的分析計算集

3、成運放的許多重要參數(shù)均取決于輸入級。差動輸入是集成運放中重要的基本單元電路，它能有效地抑制零點漂移，提供一定的增益，具有低噪聲等性能。3.2.1差動放大電路6產(chǎn)生零點漂移的主要原因：溫度變化，直流電源波動，器件老化。其中晶體管的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。放大電路中第一級對整個放大電路的零漂影響最大，且級數(shù)越多，零漂越嚴(yán)重。uI＝0，uO≠0——零點漂移1、直流放大器的零點漂移問題72、差動放大電路的組成與原理差動放大電路是由兩個結(jié)構(gòu)對稱、參數(shù)完全相同的共射放大電路組成。（1）典型差放電路組成8（2）差放抑制零點漂移的原理靜態(tài)時：輸出電壓溫度發(fā)生變化時輸出電壓的漂移結(jié)論：抑制

4、了零點漂移9（3）差模信號與共模信號的概念——差模增益1）差模信號uid：在兩個輸入端加上幅度相等，極性相反的信號。2）共模信號uic：在兩個輸入端加上幅度相等，極性相同的信號?！材Ｔ鲆?03）一般信號電路的輸入信號一般是差模和共模信號共存的?？煞纸鉃椴钅７至啃盘柵c共模分量信號：根據(jù)線性電路疊加定理，可得一般輸入信號時差放輸出電壓的表達(dá)式11ui1=10mV,ui2=8mV，Aud＝103，Auc＝0，求uo=?123差動放大電路的分析計算(1)差放的靜態(tài)分析(2)差放的動態(tài)分析13（1）差放的靜態(tài)分析靜態(tài)時：ui1=ui2=0設(shè)電路完全對稱。由0?VEE回路得VEE=IBRb+UBE+

5、2IERe通常，β>>1，UBE<

6、可用于輸出負(fù)載接地的情況。若uo=uo2，Aud=？雙端輸入單端輸出19單端輸入設(shè)ui1=ui，ui2=0uid=uiuic=雙端輸出單端輸出將單端輸入轉(zhuǎn)換為雙端輸入，每個輸入端均為差模信號和共模信號的組合。20單端輸入雙端輸出單端輸出單端輸入21共模特性分析當(dāng)uid=0時，在uic作用下：uo1=uo2RL中共模信號電流為零，相當(dāng)于斷開。對于每一邊電路，Re=??2Re22無共模信號放大能力。雙端輸出23設(shè)uoc=uo1，Re越大，Auc越小，對共模信號抑制能力就越強(qiáng)。單端輸出24差動放大電路能夠放大差模信號，抑制共模信號。Aud是有用信號的放大倍數(shù)，越大越好；Auc表明零漂的程度，越小越

7、好。引入共模抑制比綜合衡量。共模抑制比雙端輸出單端輸出4共模抑制比KCMR25小結(jié)1、差放電路的主要性能指標(biāo)只與輸出方式有關(guān)，而與輸入方式無關(guān)。2、差放電路雙端輸出時，單端輸出時，（RL=∞）3、差模輸入電阻不論雙端輸入還是單端輸入方式，單端輸出電阻是雙端輸出電阻的一半。26輸出方式雙端輸出單端輸出輸入方式雙端輸入單端輸入雙端輸入單端輸入電路差模電壓增益共模電壓增益KCMR差模rid共模ricro275差動放