第4章集成運(yùn)算放大電路ppt課件

1、第四章第四章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路 4.1 4.1 集成運(yùn)算放大電路概述集成運(yùn)算放大電路概述4.24.2集成運(yùn)放中的電流源電路集成運(yùn)放中的電流源電路第四章第四章 4.1 4.1 集成運(yùn)算放大電路概述集成運(yùn)算放大電路概述一、級間為直接耦合，因硅片上不能制造大電容一、級間為直接耦合，因硅片上不能制造大電容二、大量采用差分放大電路，如輸入級和恒流源二、大量采用差分放大電路，如輸入級和恒流源三、常采用晶體管和場效應(yīng)管復(fù)合的方式三、常采用晶體管和場效應(yīng)管復(fù)合的方式,取長取長補(bǔ)短補(bǔ)短四、常用有源器件替代電阻四、常用有源器件替代電阻五、集成運(yùn)放的體積越來越小，功能卻越來越強(qiáng)。五、集成運(yùn)放的體積越

2、來越小，功能卻越來越強(qiáng)。由于添加元器件制造電路復(fù)雜的集成運(yùn)放，其制由于添加元器件制造電路復(fù)雜的集成運(yùn)放，其制造工序并未變復(fù)雜造工序并未變復(fù)雜4.1.1 集成運(yùn)放的電路構(gòu)造特點(diǎn)集成運(yùn)放的電路構(gòu)造特點(diǎn)第四章第四章輸入級：輸入電阻高、靜態(tài)電流小、共模抑制比高，常輸入級：輸入電阻高、靜態(tài)電流小、共模抑制比高，常采用差動放大電路。采用差動放大電路。中間級：采用有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。中間級：采用有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。輸出級：線性范圍寬、輸出電阻小即帶負(fù)載才干強(qiáng)、輸出級：線性范圍寬、輸出電阻小即帶負(fù)載才干強(qiáng)、非線性失真小等。常用互補(bǔ)共集放大電路構(gòu)成。非線性失真小等。常用互補(bǔ)共集放大電路構(gòu)

3、成。偏置電路：為各級設(shè)置適宜的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)，鏡像電流源，偏置電路：為各級設(shè)置適宜的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)，鏡像電流源，微電流源。微電流源。 4.1.2 4.1.2 集成運(yùn)放的組成及其各部分的作用集成運(yùn)放的組成及其各部分的作用輸入級輸入級偏置電路偏置電路中間級中間級輸出級輸出級uo uid+第四章第四章一、一、 集成運(yùn)放的符號集成運(yùn)放的符號-uNuP uo國際符號國際符號4.1.3集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性國內(nèi)符號國內(nèi)符號-+ uN uP uo uN 反相輸入端反相輸入端 uP 同相輸入端同相輸入端第四章第四章4.1.3集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的輸出電壓和輸入電壓

4、之間的關(guān)系曲線。集成運(yùn)放的輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系曲線。如改動如改動uI 的極性，可得的極性，可得另一條圖中虛線所示的另一條圖中虛線所示的曲線，它與實(shí)線完全對曲線，它與實(shí)線完全對稱。稱。uIuo第四章第四章二、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性二、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性uo f (uN - uP) = f ( uI) 集成運(yùn)放有線性區(qū)放大區(qū)和非線性區(qū)飽和區(qū)兩部分集成運(yùn)放有線性區(qū)放大區(qū)和非線性區(qū)飽和區(qū)兩部分 ri ri 大大: : 幾十幾十k k 幾百幾百 k kKCM R KCM R ： 很大很大 ro ro 小：幾十?。簬资?幾百幾百 A od A od 很大很大: 104 : 104 107107

5、理想運(yùn)放：理想運(yùn)放： ri KCMR ro 0Aod 三、三、 集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放的主要參數(shù)第四章第四章四、集成運(yùn)放的封裝和引腳陳列四、集成運(yùn)放的封裝和引腳陳列封裝方式封裝方式: 金屬圓形、雙列直插式、扁平式金屬圓形、雙列直插式、扁平式封裝資料封裝資料: 陶瓷、金屬、塑料陶瓷、金屬、塑料例例: 塑封雙列直插式塑封雙列直插式(DIP)CF741DIPDual In-Line Pakage第四章第四章運(yùn)運(yùn)算算放放大大器器外外形形圖圖4.2 集成電路運(yùn)算放大器中的電流源集成電路運(yùn)算放大器中的電流源一、電流源電路的特點(diǎn)：輸出電流恒定，它具一、電流源電路的特點(diǎn)：輸出電流恒定，它具有很高的輸出電阻

6、。直流電阻小，交流電阻大。有很高的輸出電阻。直流電阻小，交流電阻大。二、電流源電路的用途：二、電流源電路的用途：1 1、給直接耦合放大器的各級電路提供直流偏置、給直接耦合放大器的各級電路提供直流偏置電流，以獲得極其穩(wěn)定的電流，以獲得極其穩(wěn)定的Q Q點(diǎn)。點(diǎn)。2 2、作各種放大器的有源負(fù)載，以提高增益、增、作各種放大器的有源負(fù)載，以提高增益、增大動態(tài)范圍。大動態(tài)范圍。電 流 源 概 述第四章第四章4.2.1 根本電流源電路根本電流源電路一、一、 鏡像電流源鏡像電流源RUIIICCRCo22BECCUU當(dāng)2， 時(shí)， 鏡像電流源具有一定的溫度補(bǔ)償作用鏡像電流源具有一定的溫度補(bǔ)償作用第四章第四章二、比例

7、電流源二、比例電流源oReTReeCoIIRUIRRIIln2212當(dāng)當(dāng)2 時(shí)，時(shí)，IC1IE1 IR，IC2 IE2從而，從而，二、比例電流源二、比例電流源第四章第四章三、微電流源三、微電流源R為限流電阻，為限流電阻， Re2用來控制用來控制Io的大小。的大小。RURUUICCBECCR1當(dāng)參考電流當(dāng)參考電流IR和所需和所需的輸出電流的輸出電流Io確定后，確定后，可求出可求出Re2及限流電及限流電阻阻R的值。的值。第四章第四章4.2.2 改良型電流源電路改良型電流源電路)2221 (23RCoIII當(dāng)當(dāng)(2+2+2)2時(shí)時(shí) RUUUIIIBEBECCRCo233第四章第四章第四章第四章根據(jù)所

8、需靜態(tài)電流，來選取發(fā)根據(jù)所需靜態(tài)電流，來選取發(fā)射極電阻的數(shù)值。射極電阻的數(shù)值。根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確定集電結(jié)面積。定集電結(jié)面積。根據(jù)所需靜態(tài)電流，根據(jù)所需靜態(tài)電流，來確定溝道尺寸。來確定溝道尺寸。哪雖然子為放大管？哪雖然子為放大管？其集電結(jié)靜態(tài)電流約為多少？其集電結(jié)靜態(tài)電流約為多少？靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)UIQ為多少？為多少？為什么要思索為什么要思索 h22?be1bLce2ce11)( rRRrrAu第四章第四章電路的輸入、輸出方式？電路的輸入、輸出方式？如何設(shè)置靜態(tài)電流的？如何設(shè)置靜態(tài)電流的？靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)iO約為多少？約為多少？0 C2C4OC2C4C3C4C1C3C2C1iiiIIIIIIII靜態(tài)：C1C2C4OC1C3C4C2C12 iiiiiiiii動態(tài)： 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)。第四章第四章 目的參數(shù)目的參數(shù) F007典型值典型值 理想值理想值開環(huán)差模增益開環(huán)差模增益 Aod 106dB 差模輸入電阻差模輸入電阻 rid 2M 共模抑制比共模抑制比 KCMR 90dB 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 UIO 1mV 0UIO的溫漂的溫漂d UIO/dT() 幾幾V/ 0輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IIO ( IB1- IB2 ) 20n