模擬電子技術(shù)章三

第3章集成運算放大器3.1集成運算放大器的基本組成3.2理想運算放大器 集成運算放大電路是模擬電子技術(shù)的重點內(nèi)容之一。本章主要介紹集成運算放大電路的基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用，首先分別介紹集成運算放大電路的各個基本組成部分：偏置電路、輸入級、中間級和輸出級。然后介紹集成運放的主要性能指標，最后介紹理想運放的概念及其特點。 集成電路是將半導(dǎo)體三極管、二極管、電阻等元件及連線全部集中制造在同一小塊半導(dǎo)體基片上，成為一個完整的固體電路。集成電路的元件密度高、引線短、外部接線少，從而提高了電子設(shè)備的可靠性和靈活性，并且減低了成本，為電子技術(shù)的應(yīng)用開辟了一個新的時代。 將彼此獨立的三極管、二極管、電阻、電容等用導(dǎo)線連接成的電路稱為分立元件電路。與分立元件電路相比，集成電路除了體積小、元件高度集中外，還有以下特點。 (1)所有各元件是在同一塊硅片上用相同的工藝過程制造的，因而具有相同的同向偏差，溫度特性等參數(shù)，特別適用于制造對稱性較高的差分放大電路。(2疲)由陰于哭電孟阻盆元賢件挑是煌由燃硅襪半勤導(dǎo)索體棗的嶼體傾電槐阻廚構(gòu)嘴成蘋的迅，擾阻圈值知范探圍錫有哲一洲定榆的由局甩限則性絮，淋一尤般惕在諸幾斜十皂歐城到張幾酬十既千層歐部之珠間容，蜘過脂高漸或斯過夜低削的鏟電喘阻解制儉造糞很聚困穿難裹。(3語)由于升集成娘工藝取不適剝于制善作大混容量茫的電鴉容，溜更難企于制鴿造電女感器凈件，劫所以熱電路猴結(jié)構(gòu)坊大都塊采用災(zāi)直接描耦合榜方式經(jīng)。(4簡)咬為了罷提高哥集成悟度（垂單位斑硅片憤面積紡上所少集成晃的元嘆件數(shù)扯）和輩集成星電路辨性能廁，一械般集所成電想路的歡功耗但要小哈，這伏樣集奴成運飲放各糠級的燙偏置漢電路各通常墳較小套。(5慎)龜在集聰成電因路中葉，制咱造有抖源器白件（戰(zhàn)晶體船三極這管、誦場效副應(yīng)管位等）腫比制禮造大累電阻赴占用尋的面危積小仔，工饑藝上鈔也不度麻煩醒。所辱以在誰集成訊放大妄電路本中，濾常用罰三極魄管代忌替電姑阻，兼尤其舌是大咬電阻弊。集淺成負電倍路槐常售有3種外磁形，氧即雙茄列直筆插式掩、圓使殼式雄和扁已平式腰，如炎圖3室.鄭1所示衫。圖3.梯1集成榨電路瘦的外尖形集菊成錘電鬧路課按短其岡功涌能曠分重，陽有澇數(shù)低字青集徹成途電扶路吵和捕模蝴擬裳集厲成幣電徑路邪。伐集受成脹運戰(zhàn)算雜放越大似器臥是民發(fā)卸展用最善早她、者應(yīng)什用喘最低廣蘿泛兼的握一豬種露模盞擬儀集宰成孔電止路盼，歪簡砌稱劃集酒成律運身放獨。姓它烤實許質(zhì)滅是彩一止個紐奉多網(wǎng)級猾直雜接噴耦久合算高剃電乓壓賓放金大享倍唉數(shù)沿的伐放筒大詞器賠，皮早庸期菊的遣應(yīng)益用些主挺要披是精數(shù)毯值秤運傳算左，倚故需稱清運話算絮放粒大遭器礙，風(fēng)目寫前賽的妨用蜓途隨已但經(jīng)滿遠鼓遠賢超租過腎了腫此稻范臂圍臥，經(jīng)但很仍胃沿夠用削此布名幼稱榜。集成朗運放匆的符貸號如聾圖3.蛙2所限示菌，荷它顫有強兩房誠個譽輸斜入招端構(gòu)：廟同鞏相職輸歐入稱端范和月反鉤相鼠輸塊入慰端妹。械標伙“+忙”的長為刮同社相迷輸船入丟端堵，贊表束明涼輸答出祝電槳壓仔信什號從與之該夜輸亡入豬端倘電清壓些信柱號啊相爸位屆相秀同擋；奴標贈“-”的牌為己反伯相壟輸碼入賭端忌，醋表椒明菜輸訊出貢電芒壓侄與萄該才輸跡入耐端喊的晴電僻壓豆信谷號兇相望位療相罪反垮。圖3.跨2集成嚴運放脖的符誕號3.沿1傻集宋成運陶算放盆大器積的基淘本組灰成圖3.捕3是典核型集看成運擊放的響原理烈框圖促，集退成運錫放一基般由方偏置幕電路名、輸悄入級游、中洪間級社和輸掃出級4部分卸組成唇。另太外，乖還有長電平他移動濟電路室、短跨路保庭護電礦路等羅部分皮。圖3澆.握3集惕成嫁運編放解的劃原賣理肚框朱圖①他偏稿置南電殼路疊：澇采沉用油恒冠流敬源倦，習(xí)向峰各招級踏提胞供時穩(wěn)狠定從的演靜辱態(tài)電電琴流誕。②午輸海入墾級劃：津采肺用尼差淡動吃放姓大反器應(yīng)，挨減菊小紙零勝漂飾，爪提易高各輸洽入萄電旗阻擴。③限中陰間競級跪：覺采愿用予一乓至把兩里級廟直誓接日耦文合跳放排大胖器僑，鳳提召供館足算夠料的筆電掏壓已放芝大仙倍警數(shù)春。④繞輸僻出津級矛：鉤采逐用堆功瞞率較放貓大欺器秋，蟻提潛高育集怠成癢運障放約的撿帶洞負塔載萌能葡力癢，趁向既負簽載燈提億供及一駛定勻的頌功絡(luò)率膠。偏置誤電路集毅成泄運斃放劍為援設(shè)委置挽合丙適翅、皆穩(wěn)較定瓣的己直賺流污偏唱置艦電泉路澡以置保夜證捧其腸正保常陪工焦作像中驗，安常牢采嶄用疲恒治流漿源話電往路潮。1剪.基縣本督鏡旗像伴電靠流酸源性電筑路基販本帥鏡畢像渾電捷流頭源煩電豪路欣如素圖3偷.鉗4所示桌，它褲是由飯兩個庫特性祝對稱醬的三意極管VT擠1和VT2及魚一賽個吩電箭阻R構(gòu)紡成沙的哪。圖3.養(yǎng)4鏡像曠電流旅源這辨種醋電拖路僵的迅優(yōu)享點洋是疤結(jié)鄰構(gòu)腳簡丸單謝，躲電挺路放對族稱倉易橋集訊成辜，貢且率具強有果一印定憤的券溫勝度反補辮償吹作捷用評。它醒的維缺膜點掛是掉輸兔出異電楚流Ic2受直店流電陵源UC細C影煉響訓(xùn)。號而撫且功，秒若絮要舒求蒼得跌到倉小文的支電桂流花源驚時柏，摧電沈阻隱值坊將肢達麥兆危歐用級恨，旗集伐成地電刷路嘴無榮法綁實貓現(xiàn)感。2星.減迫小β影響多的鏡美像電朽流源惰電路為了恢減小β的影筍響，啞可采們用如尋圖3.柳6所示鞏的改綠進型原電路財，在汁這個龜電路等中，努將VT李1管的咬集電夢極與緣瑞基極錯之間滋的短仔路線趙用VT3管贏取吸代梨。圖3憤.寶6改進尸的鏡暮像電脆流源3.多路樂輸出混電流掙源電芬路在集蜜成電厭路中輸，有利時需飽要多躺個相乒同的碗電流杰源，青這時逢可采勿用多木路輸更出電灣流源筑電路粘。4隆.微電根流源尚電路微電武流源職電路題是在儉鏡像撫電流只源的句基礎(chǔ)濱上，碗在VT襲2的丙發(fā)蹈射鉤級返上蜓接醬一盤個做電胞阻Re，如臥圖3耽.偶8所稱示執(zhí)。圖3狡.巾8微遞電途流叔源樹電泳路Re的尋負掏反漂饋笛作調(diào)用上可足以吃使掛輸捏出湖電養(yǎng)流浪變廣小守，麗提荒高爆恒針流粱源水對枕電日源捆變大化揀的叫穩(wěn)蒜定己性編，胖且朋溫院度仙穩(wěn)顫定嫂性死更灰好強。該電亡路的繁特點師是用階很小博的Re就可舞以獲呀得很投弱的飾輸出民電流扮，一觸般在歪毫安辰級，囑適合恭用于跨小電光流場茂合。輸型入幼級輸入爆級的守好壞雅對提訂高集端成運負放的刺整體輛質(zhì)量鄭至關(guān)滅重要忌，如化輸入稱電阻檢、共奸模抑醉制比油、輸季入電鐘壓范悠圍以往及電步壓放趣大倍臭數(shù)等察許多遠性能妖指標遲的優(yōu)雖劣，蘋輸入精級都呀起決障定性漸作用語。輸入納級大室都采眉用差觸分放廟大電北路的進形式勸，最域常見開的有3種裳：嬌基喪本陣形帽式宅、拔長嗎尾蠻式瓣和貌恒耀流茫源絮式圖。1磁.基本烏差分撤放大還器典型刮電路牛組成凈及抑州制零需漂的妨原理臺如下懼。用兩李級相林同的旦共射拿電路摔接成涉面對浪面的盾形式胃，將扣兩個積輸入權(quán)信號惠分別引接于宏兩個瘦輸入如端與寫地之諷間，美實現(xiàn)肥雙端島輸入濕。輸艇出信說號取方自兩拌管的犬集電盯極，濤即將浸負載寶接于界兩管播集電著極之薄間，氣構(gòu)成耳雙端均輸出粉，如茂圖3申.包9所屈示買。2.輸宋入德信立號謝類插型怪及壩差埋模蓋電癥壓謙放母大車倍洗數(shù)基耽本駛差逆分怖放撿大濫器踢的林輸銹入重信池號悟可躍分碌為談共荷?；I信腳號固和陣差情?；⑿藕堤栔粌膳_種夢。硬在倦放擋大套器青兩戰(zhàn)輸鄙入廉端雪分秧別箱輸鎮(zhèn)入友大切小稀相習(xí)等掠、升極吊性趙相傘同央的轉(zhuǎn)信臘號疾，辮這距種伐輸編入蘆方諷式擠稱君為罪共召模槍輸腥入扮，妄信袋號棵稱筐為眾共丑模倚信鍛號戚，撥常念用uIc表示乖，即uIc=婚uI組1=uI2。在蒼共雕模葉輸迫入緒情所況阻下墨，冰因恩電父路淡對繪稱杠，閣兩壯管計的珍集助電宜極由電廚位竹變?nèi)禄w相款同喘，任因肉而懂輸寒出夾電跟壓Uoc恒為粥零。俘其原毒理與耗輸入染信號譜為零(靜相態(tài))的輸猜出結(jié)瓶果一侄樣，剖如圖3.怎10所關(guān)示賀。3瓣.共梢模來抑寄制淘比差喂分朽放走大邪器完的輕輸擁入腥信訴號甘可至以逢看煤成釀一示個醬差抓模吃信騾號喘與君一納個虎共脆模觀信芬號喪的落疊文加載。嚼對親于掀差乎模甘信汽號蛛，謝要河求搜放駐大鼓倍摩數(shù)鳥盡吵量警地秧大盡；憑對睬于差共屑模潔信使號妨，復(fù)希期望桃放端大擊倍過數(shù)宮盡慨量領(lǐng)地丙小倘。撞為鏈了肆全聯(lián)面令衡例量粗一名個供差括分賣放告大采器違放秧大蟲差油模次信公號招信燥號環(huán)、逼抑捐制獅共搶模疊信碼號畜的遙能己力盯，尤引翁入兇共鎖模賣抑慮制蔥比KCM獅R這超個荷量看，安來澆綜罷合怎表原征君這祥一伯性忽質(zhì)窮。在實導(dǎo)際應(yīng)挑用電箏路中盈，共儀模輸鏟入信柱號常淋常比率差模塔輸入捕信號食大，依而且剪零漂轉(zhuǎn)也可撒看成帆共模際信號濱。因怕此，表要求朝放大浴器的礦共模渾抑制昨比高腦，這伸樣，姓電路酬受共病模信尚號及常零漂請的干損擾就蠶小，裹電路尼的質(zhì)兩量就脾高。餐共模唱抑制予比是節(jié)差分冷放大看器的謀一項絲式十分瞧重要蠟的技海術(shù)指者標。達理想沖情況千下，KCM蠢R→∞。益一士般巖差難放珠電功路殊的KC辮M漏R為40～60獅dB，高疤水平歉的可增達1撲2驢0女d席B以軍上券。4測.長續(xù)尾癢式克差寶動鄙放擇大坑電覆路基偽本裕差薪分暫放糟大斧器直，腰利猾用兆對相稱旨補暢償慰原食理楚抑盞制居零沉漂晃。塑但緒是剖在內(nèi)單傳管溜集桃電切極青對瘋地評的芳單正端幫輸嶄出峽電聽壓羽中窩，微漂抓移聽電簡壓摸并僅沒火有旋被降補殊償環(huán)，責(zé)因公此墳漂耗移史現(xiàn)卷象歡仍精然席存付在噴。局圖3.臨11所鐮示礙為附長估尾落式宇差抵動磁放棵大霧電物路止。圖3屬.中1弟1長尾鋸式差焦動放查大電逗路(浸1釘)差放哭抑制訂共模黎的原查理(2庸)差放杯的靜皮態(tài)計斷算(香3寸)差賽放冬的要動新態(tài)蛙分收析乳及居計挑算①差已模劈燕電樂壓傭放恩大證倍豈數(shù)②差模灣輸入五電阻RI繼d③差模驕輸出拿電阻RO5.恒昌流踢源屢的僅差還分孟放現(xiàn)大翅器用話恒珠流掀源家來普代拖替Re就可具以解犁決靜脈態(tài)工水作點辨和共著模抑逮制比傍之間鵲矛盾膠。因魄為恒懸流源參具有搞交流徒電阻煮大，罰直流跳電阻兆小的慚特性冷。圖3.粘14所造示案為蔽恒鹽流府源辟的協(xié)差恢分車放懼大喪器榴，梢圖3.惹15所筍示偷為直恒馬流緣瑞源腸式繞差球分這放蟻大靜電召路浪的儉簡返化握表跪示批法鐮。圖3侍.凱1擱4恒流姜源的尿差分拴放大伏器圖3.捏15恒歌流廈源混式奮差佳分蒸放奧大背電食路懲的耀簡葛化易表呢示蜜法6咳.差動飯放大茄電路脂的4種執(zhí)接漏法(職1絞)震4種接吳法差海動戒放海大討電僻路謎的4種膛接叨法藥如攀圖3.淡17所示存。①雙浙端額輸羽入濁、來雙寧端探輸琴出②雙端任輸入潔、單食端輸品出③單端否輸入簡、雙味端輸騙出④單細端記輸衰入稱、級單錯端狼輸刑出圖3.意17差衰分役放斑大愚電董路低的4種接奏法中鵲間趕級中慚間頓級豬的況主火要劣任秩務(wù)伙是惱提擴供羨足釘夠食大冠的衛(wèi)電躲壓懇放孟大即倍攝數(shù)焰，迎不祥僅昌要待求達電頌壓亭放監(jiān)大啞倍閥數(shù)頁，傷而傅且骨還遞要歌求黑輸戀入匹電費阻第較頂高某。1禿.有源航負載圖3盞.貫2夏0是鏡票像電侄流源仔做集蔽電極輩負載RC的有還源負雀載放阿大器奸。圖3.泰20有源僑負載捎單管傘共射憑放大半電路2.復(fù)說合竄管中濃間顧級櫻的妥放預(yù)大亡管該有翼時慚采鵲用呈復(fù)慎合撞管帳的職結(jié)添構(gòu)滲形帖式蹄，遲不織僅然可傭以怕獲花得間很槐高刃的限電彼流訂放栗大沾系饒數(shù)外，百而鎮(zhèn)且需能崗夠服大肆大液提遇高壁中溪間束級彩的刊輸餡入忍電證阻副，災(zāi)以瞞免庸對患前杯級舉放仍大夜倍歲數(shù)炒產(chǎn)蠶生例不賠良涉影儉響玻，傳特勇別椅是饞前出級索采挪用教有車源床負狠載翼時盈，喝提沃高扣集生成明運詞放荒總?cè)堑墓呻姾皦好C放嗓大搞倍堅數(shù)茶。所謂航復(fù)合內(nèi)管，挖即把趙兩個蘋或兩籌個以趴上的烏三極壓管按桃一定雪的規(guī)業(yè)律連放接在宇一起單，組饑成一溪個復(fù)緞合型聯(lián)的管筍子。復(fù)板合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