模拟电子技术 第四章 集成运算放大电路

1、第四章 集成运算放大电路模拟电子技术电 子 教 案沈阳工业大学电子技术教研室第四章 集成运算放大电路第四章 集成运算放大电路第四章 集成运算放大电路目 录第四章 集成运算放大电路第一节 什么是集成运放第二节 集成运放的性能参数第三节 集成电路中的电流源电路第四章 集成运算放大电路第一节第一节 什么是集成运放一、结构特点一、结构特点1内部电路是一个多级直接耦合的高增益放大器2是一个集成电路（元器件和电路融合一体，做在一个硅片上）目录目录第四章 集成运算放大电路二、功能特点二、功能特点1. 定义: 最初，用来做数学运算故称运算放大器 。2. 特点: 它是一个具有高性能、多功能的放大器，应用广泛（高

2、性能：高增益、高输入电阻、宽频带、零漂移、 零输入零输出）目录目录功率级，多采用准互功率级，多采用准互补输出级。要求补输出级。要求Ro小，最大不小，最大不失真输出电压尽可能大。失真输出电压尽可能大。为各级放大电为各级放大电路设置合适的静态工作点。路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。采用电流源电路。前置级，多采用差前置级，多采用差分放大电路。要求分放大电路。要求Ri大，大，Ad大，大， Ac小，输入端耐压高。小，输入端耐压高。主放大级，多采用主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够共射放大电路。要求有足够的放大能力。的放大能力。第一节第一节 什么是集成运放第四章 集成运算放大电路目录目录三、

3、集成运放的符号三、集成运放的符号第一节第一节 什么是集成运放集成运放外部至少有五个端子第四章 集成运算放大电路1. 电源: 2. 双电源供电,(V+和V-),数值相同, 极性相反2. 输入与输出: 3. 两个输入端（IN+ 、IN-）和一个输出端(OUT) IN+ 是指由该端加输入电压UI1时, UO与与UI1同相位 IN- 是指由该端加输入电压UI2时时, UO与与UI2反相位3.信号输入方式 单端输入: 仅从一个输入端引入信号，另一个接地 差动输入 : 从两个输入端同时加输入信号，其值为 UId=UI1UI2第一节第一节 什么是集成运放三、集成运放的符号三、集成运放的符号目录目录第四章 集

4、成运算放大电路四、集成运放的电压传输特性四、集成运放的电压传输特性 uO=f(uP-uN) 由于由于Aod105，所以集成运，所以集成运放工作在线性区时放工作在线性区时,输输入电压入电压(uPuN)的数值的数值为为V级级。在线性区：在线性区：uOAod(uPuN) Aod是开环差模放大倍数。是开环差模放大倍数。非线非线性区性区 (uPuN)的数值大于一定值时，的数值大于一定值时，集成运放的输出不是集成运放的输出不是UOM , 就是就是UOM，即集成运放工作在，即集成运放工作在非线性区非线性区。目录目录第一节第一节 什么是集成运放第四章 集成运算放大电路五五、运放低频等效模型运放低频等效模型 从

5、运放外部功能来看： 输入端等效为一个电阻rid， 输出端等效为一个具有内阻（rO）的电压源Aod(U+-U-) UO=AodUId=Aod(U+-U-)目录目录第一节第一节 什么是集成运放第四章 集成运算放大电路 第二节 集成运放的性能参数 一、一、 Aod运放的开环电压增益运放的开环电压增益 表明运放的放大能力，Aod大好大好（理想值为无穷大）. 是信号频率的函数，随频率增高而下降 。二、二、 rid差模输入电阻差模输入电阻 大好（理想值为无穷大）三、三、rO运放的差模输出电阻运放的差模输出电阻 小好，理想值为零四、四、 K KCMRCMR共模抑制比共模抑制比 表明运放抑制共模信号能力的,

6、大好（理想值为无穷大）目录目录第四章 集成运算放大电路五、失调电压五、失调电压U UIOIO1. 定义: 是指UI=0，而UO不等与零的现象2. 产生原因：由IN电路不对称（UBE1UBE1）引起的3. 物理意义：用来反映运放输入回路不对称程度的 小好，理想值为零小好，理想值为零目录目录 第二节 集成运放的性能参数六、失调电流六、失调电流IIO1. 定义: IIO=|IB1-IB2|2. 产生原因：由IN电路不对称引起的，即IB1IB23. 物理意义：表明差放IN电流不对称程度的 小好，理想值为零小好，理想值为零第四章 集成运算放大电路七、转换速率七、转换速率SR1. 定义式： SR=duO(

7、t)/dtmax2. 物理意义：用来反映运放对快速大信号响应速度的， 用对阶跃信号响应描述SR 大好，理想值为无穷大大好，理想值为无穷大目录目录 第二节 集成运放的性能参数第四章 集成运算放大电路八、八、-3dB带宽带宽BW(fH) 1. 定义2. 指AOd下降3dB时所对应的信号频率。2. 物理意义： 反映运放高频性能。理想值为无穷大目录目录 第二节 集成运放的性能参数九、单位增益带宽九、单位增益带宽BWG（fC） 使Aod=0dB时所对应的信号频率。理想运放理想运放 Aod、rid 、 SR为无限大、ro为零、 失调及其温漂为零、零输入时零输出的运放第四章 集成运算放大电路第三节 集成电路

8、中的电流源电路一、电流源基本概念一、电流源基本概念 1. 什么叫电流源是一种对外电路输出恒定电流的单元电路在电路结构上是由晶体管和电阻等组成的等效电阻特性 对直流呈现低电阻（RS数K以下） 对交流呈现高电阻（Rs数十K以上）2. 对电流源的基本要求具有高内阻，恒流特性好具有高精度，高温度稳定性目录目录第四章 集成运算放大电路二、电流源的基本应用二、电流源的基本应用 1对各种电路提供偏流 2作有源负载 恒流源电路可以等效为一个很大的动态电阻 以该动态电阻取代放大器的负载电阻（如Rc,Re,RD） 称为有源负载 放大器采用有源负载的目的是 提高电路性能 提高电压增益 3精确地传输电流目录目录第三节

9、 集成电路中的电流源电路第四章 集成运算放大电路三、基本电流源电路三、基本电流源电路1. 镜像电流源（电流镜）目录目录 只能用于需要提供 毫安级电流的电路第三节 集成电路中的电流源电路第四章 集成运算放大电路2. 微电流源电路特点 T1管射极加电阻Re，T0 和T1完全对称，UBE1UBE0电流关系式： IC1Ie1=(UBE0-UBE1)/Re =UBE/Re 因UBE极小，因此Re取较小值，即可得到A级电流。 目录目录第三节 集成电路中的电流源电路第四章 集成运算放大电路3. 比例电流源 IC1/IR=Re0/Re1 IC1（Re0/Re1）IRI Ie e1 1I IC C1 1I IC C0 0R Re e1 1T T0 0T T1 1I IR RI IB B0 0I IB B1 1图432比例电流源I IB B0 0+ +I IB B1 1R Re e0 0BI Ie e0 0目录目录第三节 集成电路中的电流源电路第四章 集成运算放大电路4. 多路电流源 模拟集成电路中实际应用的