模电第四章(模拟电子技术基础第四版童诗白华成英)精选ppt课件.ppt

第四章 集成运算放大电路 集成电路 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上 集成电路的优点 工作稳定 使用方便 体积小 重量轻 功耗小 集成电路的分类 模拟集成电路 数字集成电路 小 中 大 超大规模集成电路 4 1集成运放的内部结构及特点 集成电路内部结构的特点 1 电路元件制作在一个芯片上 元件参数偏差方向一致 温度均一性好 2 电阻元件由硅半导体构成 范围在几十到20千欧 精度低 高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接 3 几十pF以下的小电容用PN结的结电容构成 大电容要外接 4 二极管一般用三极管的发射结构成 UEE UCC u uo u 反相输入端 同相输入端 原理框图 输入级 中间级 输出级 与uo反相 与uo同相 对输入级的要求 尽量减小零点漂移 尽量提高KCMRR 输入阻抗ri尽可能大 对中间级的要求 足够大的电压放大倍数 对输出级的要求 主要提高带负载能力 给出足够的输出电流io 即输出阻抗ro小 1 采用四级以上的多级放大器 输入级和第二级一般采用差动放大器 2 输入级常采用复合三极管或场效应管 以减小输入电流 增加输入电阻 3 输出级采用互补对称式射极跟随器 以进行功率放大 提高带负载的能力 IC IC1 IC2 1IB 2 1 1 IB 1 2 1 1 IB 为减小IB 提高输入电阻 T1 T2采用复合三极管 IC IB 1 2 1 1 1 2 第4级 互补对称射极跟随器 第3级 单管放大器 集成运放内部结构 举例 极性判断 ri大 几十k 几百k 运放的特点 KCMRR很大 ro小 几十 几百 Ao很大 104 107 运放符号 国际符号 国内符号 4 2集成运放的主要性能指标 一 开环差模电压放大倍数Aod 无外加反馈回路的差模放大倍数 一般在105 107之间 理想运放的Aod为 二 共模抑制比KCMMR 常用分贝作单位 一般100dB以上 三 差模输入电阻rid ri 1M 有的可达100M 以上 四 输出电阻ro ro 几 几十 五 最大共模输入电压UIcmax 六 最大差模输入电压UIdmax 七 3dB带宽fH 运放是直流放大器 也可放大低频信号 不适用于高频信号 还有其他一些反映运放对称性 零漂等的参数 不再一一介绍 关于集成运放的应用在后面章节介绍 其中运放都是作为理想运放来处理 4 3理想集成运算放大器 运放的特点 运放符号 Ao越大 运放的线性范围越小 必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围 运放工作在线性区时的特点 例 若UOPP 12V Ao 106 则 ui 12 V时 运放处于线性区 线性放大区 理想运放在线性区的两个重要特点 虚短路 虚断路 4 4集成电路运算放大器中的电流源 一 电流源电路的特点 这是输出电流恒定的电路 它具有很高的输出电阻 1 BJT FET工作在放大状态时 其输出电流都是具有恒流特性的受控电流源 由它们都可构成电流源电路 2 在模拟集成电路中 常用的电流源电路有 镜象电流源 微电流源 多路电流源等3 电流源电路一般都加有电流负反馈 4 电流源电路一般都利用PN结的温度特性 对电流源电路进行温度补偿 以减小温度对电流的影响 电流源概述 电流源概述 集成电路电流源 一 镜象电流源 镜象电流源 其中 基准电流是稳定的 故输出电流也是稳定的 二 微电流源 微电流源电路 接入Re2电阻得到一个比基准电流小许多倍的微电流源 适用微功耗的集成电路和集成放大器的前置级中 微电流源 IC2远小于IREF 当R取几k 时 IREF为mA量级 而IC2可降至 A量级的微电流源 且IC2的稳定性也比IREF的稳定性好 三 比例式电流源 在镜象电流源电路的基础上 增加两个发射极电阻 使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系 即可构成比例电流源 比例式电流源 四 多路电流源 通过一个基准电流源稳定多个三极