模拟电子技术基本教程第6章(13)集成运算放大电路

1、?LRiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. )R/)(R1 (r)R/)(R1 (A2i211be2i211u r/R/RR2be43i2be2L522rR/RAu21uuuAAA )/R)(R(1r/RRR i22be11i1i5o2oRRREEBEBBEER2IURIVCEBEEEEIRUVI 2 1EBII0 , BEBEUUU EEBER2IUBECCCCECCEURIVUUU cdAAcdAAlog20dOdduuA COccuuA 21IIduuuiCVCidVDovAvAv dIIuuu21211dIIuuu21212111iodduuAbeBCrRRd1

2、i2Od2d2AuuAiodduuA beBCd1i1O1rRRA2u2ubeBC1 i1od1o1drR2Ru2uuuAbeBC2i2od2o2drR2Ru2uuuAbeBLCdrR)R21/(RABbeid2RrRcoRR co2RR 021CococCoccuuuuuA2112)1 (cEbeBCCoccARrRRuuAccddouAuAu333cceceIUrC3C2C1CII21IIC2B1BI1IIBECCCCCEURIVUBEEUUbeBCdrRRAbeBCd2d1rR2RAA021vvvicococvcAOCObeCicoc1vc12r2r1BRrRRvvA%100VomPP4

3、43BERRRUU得得：434BERRRUU由由分分压压关关系系：11cbii211(1)bebiii22221(1)cbbiii1212112(1) cccbbiiiii 2V2UVU CCCESCCom值值最最大大输输出出电电压压最最大大有有效效L2CCL2omom2RV2RVP 最最大大输输出出功功率率L2oOOoRUUIP0LomLom1cRV) t(dtsinRV21IV1V2V1VPPPP2LomRVLomCC1CCV1RVVIVP0UL2CCVCES|RV2P 最最大大输输出出时时CComLomCCL2omVoVV4RV2VRV21PP0ULCCmaxCCES|RVi0UCCma

4、xCECES|V2umaxTCMPPCCCEO)BR(V2ULCCCMRVI)4(2=2omLOVTVVVRPPPomCComL22CCTmaxP2 . 0RVP 2CCEBiVUUu静态时，2)2(CESCComUVU22CESCComUVUI2CIR,II2:R2C时时，当当RUVIBECCR且21 三级管三级管BEBEBEUUU21BCRIII21 则：则：BCII22 )21 (2CII I2 2I IC C2 2C C2 2 RUVIIEBCCRC31be1bLbe1bLce2ce1urRRrR)/R/r(rAbebLCVrRR/RAbeBCd2d1rR2RAAbeBCd2rR2RA

5、)R/L(22134IIIIICCCC024CCOiii341321cccccciiiiii，而42121122occcccbiiiiiii241(/ / /)ceceLberrRr2411(/ / /)2ooceceLdibbeui rrRAui r本章结束本章结束6.6 集成运放原理电路集成运放原理电路输入级输入级中间级中间级输出级输出级通用型集成运算放大器通用型集成运算放大器 741 简化电路简化电路输入级输入级V1、V3 和和 V2、V4共集共集-共基组合差分电路共基组合差分电路V5、V6有源负载有源负载中间级中间级V7、V8复合管，共发射极放大复合管，共发射极放大输出级输出级甲乙类互

6、补对称甲乙类互补对称功率放大电路功率放大电路 ( (OCL) )V11 V136.7 集成运放的主要技术指标和集成运放的种类集成运放的主要技术指标和集成运放的种类6.7.1 集成运放的主要技术指标集成运放的主要技术指标 1.开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数 Aod ：运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。2.差模输入电阻差模输入电阻rid ：输入差模信号时，运放的输入电阻。 3.共模抑制比共模抑制比 KCMR ：是差模电压增益 Aod 与共模电压增益 Aoc 之比，常用分贝数来表示。 KCMR=20lg(Aod / Aoc ) (dB)4.最大共模输入电压最大

7、共模输入电压Uicmax 5.最大差模输入电压最大差模输入电压Uidmax 6.输入偏置电流输入偏置电流IIB 7.输入失调电流输入失调电流 IIO 和和输入失调电压输入失调电压UIO8.输入失调电流温漂输入失调电流温漂dIIO /dT和输入失调电压温漂和输入失调电压温漂 dUIO /dT还有上限截止频率还有上限截止频率 fH、单位增益带宽、单位增益带宽 fc和转换速率和转换速率SR等等 6.7.1 集成运放的种类集成运放的种类 为满足实际使用中对集成运放性能的特殊要求，除性能指为满足实际使用中对集成运放性能的特殊要求，除性能指标比较适中的通用型运放外，发展了适应不同需要的专用型标比较适中的通

8、用型运放外，发展了适应不同需要的专用型集成运放。它们在某些技术指标上比较突出。集成运放。它们在某些技术指标上比较突出。 根据运算放大器的技术指标可以对其进行分类，主要有根据运算放大器的技术指标可以对其进行分类，主要有通用、高速、宽带、高精度、高输入电阻和低功耗等几种。通用、高速、宽带、高精度、高输入电阻和低功耗等几种。6.8 集成运放的使用注意事项集成运放的使用注意事项 集成运放在使用中常因以下三种原因被损坏：输入信号过大，使PN结击穿；电源电压极性接反或过高；输出端直接接“地”或接电源，此时，运放将因输出级功耗过大而损坏。因此，为使运放安全工作，也需要从这三个方面进行保护。 图6.8.1(a

9、)所示是防止差模电压过大的保护电路，限制集成运放两个输入端之间的差模输入电压不超过二极管VD1、VD2的正向导通电压。图6.8.1(b)所示是防止共模电压过大的保护电路，限制集成运放的共模输入电压不超过+U至-U的范围。1.输入保护输入保护+A+A 图6.8.2所示为输出端保护电路，限流电阻R与稳压管VZ构成限幅电路，它一方面将负载与集成运放输出端隔离开来，限制了运放的输出电流，另一方面也限制了输出电压的幅值。当然，任何保护措施都是有限度的，若将输出端直接接电源，则稳压管会损坏，使电路的输出电阻大大提高，影响了电路的性能。2.输出保护输出保护图6.8.2 输出保护电路 A 为防止电源极性接反，

10、可利用二极管的单向导电性，在电源端串接二极管来实现保护，如图6.8.3所示。由图可见，若电源极性接错，则二极管VD1、VD2不能导通，使电源被断开。3.电源端保护电源端保护A6.1.4 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应1 1、多级放大电路频率响应的分析. 图6.1.4 两级放大电路的幅频响应 多级放大电路的下限频率高于组成它的任一单级放大电路的下限频率；而上限频率则低于组成它的任一单级放大电路的上限频率；通频带窄于组成它的任一单级放大电路的通频带。vi1vi2线性放大电路voiCVCidVDovAvAv 差模电压增益差模电压增益)v(v21vi2i1ic差分放大电路应仅对差模信号具

11、有放差分放大电路应仅对差模信号具有放大能力，对共模信号不予放大大能力，对共模信号不予放大.差模信号：差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。 vid = vid1 - vid2 ; vid1 = - vid2 = vid共模信号：共模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。 vic = vic1 = vic2 任意输入信号，幅度、极性都是任意的，它可以分解为一对差任意输入信号，幅度、极性都是任意的，它可以分解为一对差模信号和一对共模信号的组合。模信号和一对共模信号的组合。111ici

12、divvv 21iiidvvv 共模电压增益共模电压增益ic2id2i2vvv几种工作状态几种工作状态在几种工作状态中，正弦信号整个周期内的三极管导在几种工作状态中，正弦信号整个周期内的三极管导通情况如下：通情况如下：乙类：乙类：导通角等于导通角等于180甲类：甲类：一个周期内均导通一个周期内均导通甲乙类：甲乙类：导通角大于导通角大于180如何解决效率低的问题？如何解决效率低的问题？办法：办法：降低降低Q点。点。既降低既降低Q点又不会引起截止失真的办法：点又不会引起截止失真的办法：采用采用推挽式电路，推挽式电路，或或互补对称电路。互补对称电路。缺点：缺点：但又会引起截止失真。但又会引起截止失真

13、。iCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtO212121lnlnCCTEETBEBEIIUIIUUURUVIIBECCREFC)(11又晶体管发射极电流与b-e间电压关系为TBEUUSEeII则SETBEIIUUln由两只管子的特性完全相同22122eBEBEECRUUII222lnCREFeTCIRUII2 2、微电流源、微电流源 微电流源电路微电流源电路, ,接入接入Re2电阻得到一个比基准电流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。成放大器的前置级中。22212eEBEBEBERRIVVVVe I

14、C2 远小于IREF ,。RVICCREF 当当R取取 几几k 时，时， IREF 为为mA量级，量级，而而I IC2C2可降至可降至 A A量级的微电流源。且量级的微电流源。且I IC2C2 的稳定性也比的稳定性也比IREF 的稳定性好。的稳定性好。222eBEECRVIIVBE很小很小 微电流源微电流源3. 比例电流源比例电流源 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。 因两三极管基极对地电位相等， e2 E2e1E1 R IRI e2E2BE2e1E1BE1=RIURIUBE2BE1UU因REFC2IIe2e1E1E2RRII6.5.2 多路电流源多路电流源BREFCIIIREFCIIeREFeERIRI11eERI22eERI33eERI,111eeREFECRRIII,222eeREFECRRIII333eeREFECRRIII当较大时，由于各管的由于各管的、UBE相同，相同，当当IREF确定后，改变各确定后，改变各R