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文档简介
1、开场上课吧 !6.16.1集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源6.26.2差分式放大电路差分式放大电路6.36.3集成电路运算放大器集成电路运算放大器6.46.4集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数 把整个电路中的元器件制造在一块把整个电路中的元器件制造在一块 硅基片硅基片 上,构成特定功能的电子电路。上,构成特定功能的电子电路。 1 . 1 . 就集成度分:小规模中规模就集成度分:小规模中规模 大规模大规模 超大规模超大规模 每块芯每块芯 片上可有上亿个元件片上可有上亿个元件2. 2. 就导电类型分:双极型就导电类型分:双极型 单极型单极型 两者兼两者
2、兼容型容型3. 3. 就功能分:数字集成电路模拟集成电路就功能分:数字集成电路模拟集成电路集成电路:集成电路:分类:分类: 由于制造工艺上的缘由,模拟集成电路与分立元件电路由于制造工艺上的缘由,模拟集成电路与分立元件电路相比有以下特点:相比有以下特点: 1电阻和电容的值不宜做得太大,电路构造上采用电阻和电容的值不宜做得太大,电路构造上采用 直接耦合方式直接耦合方式 由于集成电路中,电阻是利用由于集成电路中,电阻是利用NPN管的基区体电阻构成,管的基区体电阻构成, 电阻值的范围普通为几十欧电阻值的范围普通为几十欧10千欧左右,阻值范围不大,且阻千欧左右,阻值范围不大,且阻值精度不易控制,误差可达
3、值精度不易控制,误差可达10%20%。所以,假设需求高阻值。所以,假设需求高阻值电阻,可用电阻,可用BJT或或FET等组成的恒流源替代,或采用外接电阻的等组成的恒流源替代,或采用外接电阻的方法。方法。 电容那么采用电容那么采用PN结的结电容构成,约在结的结电容构成,约在100PF以下,误差以下,误差也较大,因此电路构造只能采用直接耦合方式。电感的制造那也较大,因此电路构造只能采用直接耦合方式。电感的制造那么更加困难。么更加困难。集成电路的特点集成电路的特点2为抑制直接耦合电路的温度漂移,常采用差分式放大电路为抑制直接耦合电路的温度漂移,常采用差分式放大电路 作为输入级作为输入级3尽量采用尽量采
4、用BJT或或FET替代电阻电容和二极管等元件替代电阻电容和二极管等元件 在集成电路制造工艺中,制造三极管特别是在集成电路制造工艺中,制造三极管特别是NPN管比制管比制造其他元件容易,且占用面积小,性能好。因此常用造其他元件容易,且占用面积小,性能好。因此常用BJT或或FET构成恒流源作偏置电阻;将构成恒流源作偏置电阻;将BJT的基极和集电极短接构成二的基极和集电极短接构成二极管稳压管等;用复合管共射极管稳压管等;用复合管共射共基共集共基共集共基等组合电共基等组合电路来改善单管电路的性能。路来改善单管电路的性能。1. 1. 镜像电流源镜像电流源2. 2. 微电流源微电流源3. 3. 电流源用作有
5、源负载电流源用作有源负载1. 1. 镜像电流源镜像电流源设T1 T2参数完全一样。 1= 2,ICEO1 = ICEO2 , VBE1=VBE2 , IE1 =IE2 , IC1=IC2 存在问题:当存在问题:当不够大时,不够大时, IC2与与IREF 差别较大差别较大IC2 IC1 IREF VccVBE/ R Vcc / RRRcT1T2Vcc2IBIREFIC1IE1IC2IC2相当于基准电流相当于基准电流IREF的镜像的镜像无论无论Rc的值如何,的值如何, IC2的电流值将坚持不变。的电流值将坚持不变。IREFIC1IC2IBT1T2RVccT3IB2IB1IC2 IREFIC2与与I
6、REF互为镜互为镜像像改良:带缓冲的镜像电流源:改良:带缓冲的镜像电流源: 镜像电流源电路适宜用于较大任务电流镜像电流源电路适宜用于较大任务电流mA级的场所,级的场所,假设需求假设需求IC2 R ,在集成电路中不易实现。故推出,在集成电路中不易实现。故推出 微电流源微电流源A级级 IREF =RVVBECC2利用利用T3的电流放大作用,的电流放大作用,减小减小IB 对对I RFE的分流作的分流作用,提高用,提高IC2 与与I RFE 互互成镜像的精度成镜像的精度R2. 2. 微电流源微电流源IREFIC1IE2IC2RRe22IBT1T2VccIE2Re2 = V BE1VBE2IE2Re2+
7、 VBE2= VBE1KVL方程方程IE2 =V BE1VBE2 / Re2 = V BE / Re2 IC2 V BE的数值很小的数值很小 IC2亦很小,故称为微电流源亦很小,故称为微电流源IREF VccVBE1/ R Vcc / R 当电源变化时当电源变化时 IREF变化变化 V BE变化很小变化很小 IC2变化很小远变化很小远小于小于IREF的变化的变化 IC2较稳定较稳定3. 电流源作有源负载电流源作有源负载 ioV=VVA共射电路的电压增益为:共射电路的电压增益为:beLc)/(rRR 对于此电路对于此电路Rc就是就是镜像电流源的交流电阻,镜像电流源的交流电阻,普通在几百千欧以上普
8、通在几百千欧以上 因此增益为因此增益为beLV=rRA 比用电阻比用电阻Rc作负载时提高了。作负载时提高了。end放大管放大管镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源+VCCVT1VT2VT3RI+uIuORUVI3BECC 开场上课吧 !6.2 差分式放大电路差分式放大电路 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 零点漂移零点漂移 电路组成及任务原理电路组成及任务原理 抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理 6.2.0 概述 6.2.1 根本差分式放大电路根本差分式放大电路 6.2.2 FET差分式放大电路差分式放大电路 6.2.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性
9、差分式放大电路中的普通概念差分式放大电路中的普通概念 主要目的计算主要目的计算 几种方式目的比较几种方式目的比较6.2.0 概述概述1. 直接耦合放大电路直接耦合放大电路可以放大直流信号可以放大直流信号2.直接耦合放大电路的直接耦合放大电路的零点漂移零点漂移零漂:零漂:主要缘由:主要缘由:温漂目的:温漂目的:温度变化引起,也称温度变化引起,也称 温漂。温漂。输入短路时,输输入短路时,输出仍有缓慢变化出仍有缓慢变化 的电压产生。的电压产生。温度每升高温度每升高1度时,输出漂移电压按电压增益度时,输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。折算到输入端的等效输入漂移电压值。电源电压动摇
10、电源电压动摇也是缘由之一也是缘由之一例如例如 100,=V1A假设第一级漂了假设第一级漂了100 uV,那么输出漂移那么输出漂移 1 V。 假设第二级也假设第二级也漂了漂了100 uV,那么输出漂移那么输出漂移 10 mV。假设假设F 第一级是关键第一级是关键。 1= 100,=V3V2AA3. 减小零漂的措施减小零漂的措施F 用非线性元件进展温度补偿用非线性元件进展温度补偿F 采用差分式放大电路采用差分式放大电路漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+ 10 mV漂移漂移 1 V+ 10 mV共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂才干的目的反映抑制零漂才干的目的4
11、. 差分式放大电路中的普通概念差分式放大电路中的普通概念根据根据1、2两式又有两式又有差分式放大电路输入输出构造表示图差分式放大电路输入输出构造表示图+-vi1+-vi2+-vo1差放差放vo2+-+-vid+-voi2i1id=vvv 差模信号差模信号)(21=i2i1icvvv 共模信号共模信号idoVD=vvA 差模电压增益差模电压增益icoVC=vvA 共模电压增益共模电压增益2=idici1vvv 2=idici2vvv 总输出电压总输出电压icVCidVDooo=vAvAvvv 差模等效输入方式差模等效输入方式差放差放+-vid差放差放+-vid(a)(b)共模等效输入方式共模等效
12、输入方式差放差放+-vic差模信号输出差模信号输出共模信号输出共模信号输出VCVDCMR=AAK6.2.1 根本差分式放大电路根本差分式放大电路1. 电路组成及任务原理电路组成及任务原理静态静态0CC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)7 . 0(CCCC RIV CCRIEV CB1B1III vi1 = vi2 = 0动态动态仅输入差模信号,仅输入差模信号, i2i1vv 和和大小相等,相位相反。大小相等,相位相反。 c2c1vv和和大小相等,大小相等, 0c2c1o vvv信号被放大。信号被放大。相位相反。相位相反。1. 电路组成及任务原理分析电路组成及任务原理分析动态动态
13、仅输入共模信号,仅输入共模信号, i2i1vv 和和大小相等,相位一样。大小相等,相位一样。 c2c1vv和和大小相等,大小相等, 0c2c1ovvv输出信号为零。输出信号为零。相位一样。那么相位一样。那么1. 电路组成及任务原理分析电路组成及任务原理分析2. 抑制零点漂移抑制零点漂移 温 度 变温 度 变化和电源电化和电源电压动摇,都压动摇,都将使集电极将使集电极电流产生变电流产生变化。且变化化。且变化趋势是一样趋势是一样的,的,差分式放大电路对共模信号有很强抑制造用。差分式放大电路对共模信号有很强抑制造用。其效果相当于在两个输入端参与了共模信号。其效果相当于在两个输入端参与了共模信号。2.
14、 抑制零点漂移抑制零点漂移 温度温度 iC1 iE1 vE (vB1、vB2不变)不变) vBE1和和 vBE2 iB1和和 iB2 iC2 iE2 iC1 iC2 另一方面另一方面 由此看出,温度升高时,引起两集电极电流添加,使得由此看出,温度升高时,引起两集电极电流添加,使得流过流过Re上的电流添加,发射极电位上升,从而限制了集电极上的电流添加,发射极电位上升,从而限制了集电极电流的添加。这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定电流的添加。这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。所以,即使电路处于单端输出方式时,仍有较强的抑制过程。所以,即使电路处于单端输出方式时,仍有较强的抑制
15、零漂才干。零漂才干。 3. 主要目的计算主要目的计算1差模电压增益差模电压增益 idoVD=vvAi2i1o2o1vvvv 接入负载时接入负载时双入、双出交流通路双入、双出交流通路 双入、单出双入、单出i1o122vv becrR beLcVD)21/(=rRRA 以双倍的元器件换以双倍的元器件换取抑制零漂的才干取抑制零漂的才干 双入、双出双入、双出 ido1VD1=vvAi1o12vvVD21A bec2rR 接入负载时接入负载时beLcVD2)/(=rRRA 3. 主要目的计算主要目的计算1差模电压增益差模电压增益 单端输入单端输入beorr 等效于双端输入等效于双端输入 目的计算目的计算
16、与双端输入一与双端输入一样样2共模电压增益共模电压增益 双端输出双端输出 共模信号的输入使两管共模信号的输入使两管集电极电压有一样的变化。集电极电压有一样的变化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocVC vvA共模增益共模增益 单端输出单端输出icoc1VC1vvA 抑制零漂才干加强抑制零漂才干加强icoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or VC1ARc1Rc2T1T22ro2ro3共模抑制比共模抑制比VCVDCMRAAK dB lg20VCVDCMRAAK 双端输出,理想情况双端输出,理想情况 CMRK 单端输出单端输出 CMRKVC1VD1AAbeocobecocbe
17、c222/2rrRrrRrRrR越大,越大, rCMRoK抑制零漂的才干抑制零漂的才干 越强越强4频率呼应频率呼应高频呼应与共射电路一样,低频可放大直流信号。高频呼应与共射电路一样,低频可放大直流信号。VDA4. 几种方式目的比较几种方式目的比较VCACMRKbeLc)21/(rRR beLc2)/(rRR beLc)21/(rRR beLc2)/(rRR 0oLc2/rRR 0oLc2/rRR beorr beorr 输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出idRicRoR4. 几种方式目的比较几种方式目的比较输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出be2rbe2r2)1(2
18、1oberr 2)1(21oberr c2RcRc2RcR与共源电路一样与共源电路一样ido2VD2vvA 6.2.2 FET差分式放大电路差分式放大电路1. 电路组成电路组成2. 差模增益差模增益dm21Rg 3. 差模输入电阻差模输入电阻g1idRR M 1开场上课吧 !二二. .简单的集成电路运算放大器简单的集成电路运算放大器一一. .集成电路运放内部组成原理框图集成电路运放内部组成原理框图AV -+NP VO集成放大电路的特点集成放大电路的特点集成电路简称集成电路简称 IC (Integrated Circuit)集成电路按集成电路按其功能分其功能分数字集成电路数字集成电路模拟集成电路
19、模拟集成电路模拟集成模拟集成电路类型电路类型集成运算放大器;集胜利率放大器;集成运算放大器;集胜利率放大器;集成高频放大器;集成中频放大器;集成高频放大器;集成中频放大器;集成比较器;集成乘法器;集成稳压集成比较器;集成乘法器;集成稳压器;集成数器;集成数/模和模模和模/数转换器等。数转换器等。集成电路的外形集成电路的外形集成电路的外形集成电路的外形(a)(a)双列直插式双列直插式(b)(b)圆壳式圆壳式(c)(c)扁平式扁平式集成运算放大电路特点:集成运算放大电路特点:1. 对称性好,适用于构成差分放大电路。对称性好,适用于构成差分放大电路。2. 集成电路中电阻,其阻值范围普通在几十欧到几十
20、集成电路中电阻,其阻值范围普通在几十欧到几十千欧之间,如需高阻值电阻时,要在电路上另想方法。千欧之间,如需高阻值电阻时,要在电路上另想方法。3. 在芯片上制造三极管比较方便,经常用三极管替在芯片上制造三极管比较方便,经常用三极管替代电阻代电阻(特别是大电阻特别是大电阻)。4. 在芯片上制造比较大的电容和电感非常困难,电在芯片上制造比较大的电容和电感非常困难,电路通常采用直接耦合电路方式。路通常采用直接耦合电路方式。5. 集成电路中的集成电路中的 NPN 、 PNP管的管的 值差别较大,值差别较大,通常横向通常横向PNP管的管的 很小仅为很小仅为220倍,纵向倍,纵向PNP管的管的 可以做的较大
21、;而可以做的较大;而NPN管的管的 那么可做到高达千倍以那么可做到高达千倍以上上 。集成运放的根本组成部分集成运放的根本组成部分本质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大本质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。电路。集成运放的根本组成集成运放的根本组成输入级输入级中间级中间级输出级输出级偏置电路偏置电路 偏置电路偏置电路向各放大级提供适宜的偏置电路,确定各级静态任向各放大级提供适宜的偏置电路,确定各级静态任务点。务点。 输入级 中间级 输出级 偏 置 电 路Vi1Vi2Vo一一.集成电路运放内部组成原理框图集成电路运放内部组成原理框图级间直接耦合级间直接耦合功放功放电压流放大电压流
22、放大恒流源恒流源差分式输入差分式输入R1R2T1T2T7T8R8T4T3R4R3R7T9T6T5R6R5VEE+VCCvi1+vi2+voiC1iC2iR3iC7iR4iE5iE6IREFR1R2T1T2差分式放大电路差分式放大电路T7T8R8镜像电流源电路镜像电流源电路T4T3R4R3中间级中间级R7T9电流源电流源T6T5R6R5输出级输出级VEE+VCCvi1+vi2+voiC1iC2iR3iC7iR4iE5iE6IREFRi2Ro1Ri3Ro2放大电路的直流计算放大电路的直流计算87)(RVVVIIEEBECCREFC72121CCCIII42243)2(RVRIVIIBECCCRR5
23、65335RVVRIVIBEBERCCE66)(0RVIEEE443341121)(RIRIVVVRIVVVRRCCCEECCCCECE放大电路总电压增益放大电路总电压增益AV的计算的计算结论结论:多级放大电路的增益等于各级放大电路的增益之积多级放大电路的增益等于各级放大电路的增益之积=AVD AV2 AV3vi1-vi2vo1vo2vo1vovo2AV=其中:其中:输入级的电压增益输入级的电压增益AVD112beVDrRA电压放大级的电压增益电压放大级的电压增益AV2输出级的电压增益输出级的电压增益AV3近似为近似为1)1 ()1 (443322RrrRAbebeV典型的集成运放典型的集成运
24、放双极型集成运放双极型集成运放 F007CMOS 集成运放集成运放 C14573( (一一) ) 引脚引脚 双极型集成运放双极型集成运放 F007F007 的引脚及衔接表示图的引脚及衔接表示图(a)(a)(b)(b)衔衔接接表表示示图图( (二二) ) 电路原理图电路原理图F007 电路原理图电路原理图1. 偏置电路偏置电路+VCCVT8VEEVEEVT9VT12VT13VT10VT11R4R5I8I3,4IC9IC10IREFIC12至输入级至输入级至中间级至中间级511BE12BEEECCREFRUUVVI 基准电流:基准电流:基准电流产生各放基准电流产生各放大级所需的偏置电流。大级所需的
25、偏置电流。各路偏置电流的关系:各路偏置电流的关系:IREFI11IC10I3, 4IC9IC8IC12IC13微电流源微电流源镜像电流源镜像电流源输入级输入级镜像电流源镜像电流源中间级中间级输出级输出级F007 的偏置电路的偏置电路2. 输入级输入级VT1、VT2、VT3、VT4 组成共集组成共集 - 共基差分放大电路共基差分放大电路电路;电路;VT1、VT2 基极接纳差分输入信号。基极接纳差分输入信号。VT5、VT6 有源负载;有源负载; VT4 集电极送出单集电极送出单端输出信号至中间级。端输出信号至中间级。 uI2uORW 调零电阻,调零电阻,R 外接电阻。外接电阻。 VT7 与与R2
26、组成射组成射极输出器。极输出器。 +VCCVEEVEEVT6R1I3,4IC10IC9R2R3RRWVT4VT2VT7VT5VT3VT1VT8VT9uI假设暂不思索假设暂不思索 VT7 和调零电路那么电路可简化为:和调零电路那么电路可简化为:+VCCVEEVEEI3,4VT4VT2VT3VT1I8RCRCuI1uI2uO1. VT1、VT2 共集组态,具共集组态,具有较高的差模输入电阻和共模输有较高的差模输入电阻和共模输入电压。入电压。2. 共基组态的共基组态的 VT3、VT4,与有源负载与有源负载 VT5、VT6 组合,可组合,可以得到很高的电压放大倍数。以得到很高的电压放大倍数。3. VT
27、3、VT4 共基接法能改善频率呼应。共基接法能改善频率呼应。4. 该电路具有共模负反响,能减小温漂,提高共模抑该电路具有共模负反响,能减小温漂,提高共模抑制比。制比。3. 中间级中间级中间级表示图中间级表示图+VCCVEEVEEVT15VT16IC13R7VT17R830pF输入来自输入来自 VT4 和和 VT6集电极;集电极;输出接在输出级的两个输出接在输出级的两个互补对称放大管的基极。互补对称放大管的基极。中间级中间级 VT16、 VT17 组成复合管,组成复合管, VT13 作为作为其有源负载。其有源负载。8、9两端外接两端外接30pF 校正电容防止产生自激振荡。校正电容防止产生自激振荡
28、。4. 输出级输出级IC13R8uo+VCCVEEVEEVT14uIVD1R9R10VT19VT18R7VT15VD2VT14、 VT18 、VT19 准互补对称电路;准互补对称电路;VD1、 VD2 、R9、R10 过载维护电路;过载维护电路;VT15 、R7、R8 为为功率管提供静态基流。功率管提供静态基流。V7 . 0)1(87BE15887CE15 RRURRRU调理调理 R7、R8 阻值可调理两个功率管之间的电压差。阻值可调理两个功率管之间的电压差。这种电路称为这种电路称为 UBE 扩展电路。扩展电路。6.46.4集成运放的主要技术目的集成运放的主要技术目的集成运算放大器的符号集成运
29、算放大器的符号+A反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输输 出出 端端一、开环差模电压增益一、开环差模电压增益 Aod ( Aod (或或AVO)AVO)普通用对数表示,定义为普通用对数表示,定义为 UUUAlg20-Ood单位:分贝单位:分贝理想情况理想情况 Aod 为无穷大;为无穷大; 实践情况实践情况 Aod 为为 100 140 dB。二、输入失调电压二、输入失调电压 UIO三、输入失调电压温漂三、输入失调电压温漂 UIO 定义:定义:为了使输出电压为零,在输入端所需求加的为了使输出电压为零,在输入端所需求加的补偿电压。补偿电压。普通运放:普通运放:UIO 为为 1 10 mV;高
30、质量运放:高质量运放:UIO 为为 1 mV 以下。以下。定义:定义:TUUddIOIO 普通运放为普通运放为 每度每度 10 20 V;高质量运放低于每度高质量运放低于每度 0.5 V 以下;以下;四、输入失调电流四、输入失调电流 IIO五、输入失调电流温漂五、输入失调电流温漂 IIO当输出电压等于零时,两个输入端偏置电流当输出电压等于零时,两个输入端偏置电流之差,即之差,即定义:定义:B2B1IOIII 普通运放为普通运放为 几十几十 一百纳安;高质量的低于一百纳安;高质量的低于 1 nA。定义:定义:TIIddIOIO 普通运放为普通运放为 每度几纳安;高质量的每度几十皮安。每度几纳安;
31、高质量的每度几十皮安。六、输入偏置电流六、输入偏置电流 IIB七、差模输入电阻七、差模输入电阻 rid八、共模抑制比八、共模抑制比 KCMR定义:定义:输出电压等于零时,两个输入端偏置电流的输出电压等于零时,两个输入端偏置电流的平均值。平均值。)(21B2B1IBIII 定义:输入差模信号时的输入电阻定义:输入差模信号时的输入电阻普通集成运放为几兆欧。普通集成运放为几兆欧。定义:定义:ocodCMRlg20AAK 多数集成运放在多数集成运放在 80 dB 以上,高质量的可达以上,高质量的可达 160 dB。九、最大共模输入电压九、最大共模输入电压 UIcm输入端所能接受的最大共模电压。输入端所
32、能接受的最大共模电压。十、最大差模输入电压十、最大差模输入电压 UIdm 反相输入端与同相输入端之间可以接受的最大电压。反相输入端与同相输入端之间可以接受的最大电压。十一、十一、 - 3 dB带宽带宽 fH又称开环带宽又称开环带宽BW表示表示 Aod 下降下降 3 dB 时的频率。普通集成运放时的频率。普通集成运放 fH 只需几赫至几千赫。只需几赫至几千赫。十二、十二、 单位增益带宽单位增益带宽 BWGAod 降至降至 0 dB 时的频率,此时开环差模电压放大时的频率,此时开环差模电压放大倍数等于倍数等于 1 。十三、十三、 转换速率转换速率 SR 额定负载条件下,输入一个大幅度的阶跃信号时,
33、额定负载条件下,输入一个大幅度的阶跃信号时,输出电压的最大变化率。单位为输出电压的最大变化率。单位为 V / s 。在实践任务中,输入信号的变化率普通不要大于集在实践任务中,输入信号的变化率普通不要大于集成运放的成运放的 SR 值。值。 其他技术目的还有:最大输出电压、最大输出电流、静其他技术目的还有:最大输出电压、最大输出电流、静态功耗及输出电阻等。态功耗及输出电阻等。6.5理想运算放大器理想运算放大器6.5.1理想运放的技术目的理想运放的技术目的开环差模电压增益开环差模电压增益 Aod = ;输出电阻输出电阻 ro = 0;共模抑制比共模抑制比 KCMR = ;差模输入电阻差模输入电阻 r
34、id = ;UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0;输入偏置电流输入偏置电流 IIB = 0; 3 dB 3 dB 带宽带宽 fH fH ,等等。,等等。6.5.2理想运放任务在线性区时的特点理想运放任务在线性区时的特点输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系,即系,即)(odO uuAu u uOu i i+Aod理想运放任务在线性区特点:理想运放任务在线性区特点:1. 理想运放的差模输入电压等于零理想运放的差模输入电压等于零0)(odO Auuu即即 uu“虚短虚短2. 理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等
35、于零由于由于 rid = ,两个输入端均没有电流,即,两个输入端均没有电流,即0ii“虚断虚断+Aod u uOu i iidruuii6.5.36.5.3理想运放任务在非线性区时的特点理想运放任务在非线性区时的特点传输特性传输特性+UOPPuOu+-u-O UOPUOPP P理想特性理想特性集成运放的集成运放的传输特性传输特性理想运放任务在非线性区特点:理想运放任务在非线性区特点:当当 u+ u- 时,时,uO = + UOPP当当 u+ u- 时时, uO = - UOPP1. uO 的值只需两种能够的值只需两种能够在非线性区内,在非线性区内,(u+ - u-)能够很大,即能够很大,即 u
36、+ u-。 “虚虚地不存在地不存在2. 理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等于零0 ii6.6各类集成运放的性能特点各类集成运放的性能特点一、高精度型一、高精度型性能特点:性能特点: 漂移和噪声很低,开环增益和共模抑漂移和噪声很低,开环增益和共模抑制比很高,误差小。制比很高,误差小。二、低功耗型二、低功耗型性能特点:性能特点:静态功耗普通比通用型低静态功耗普通比通用型低 1 2 个数量个数量级级(不超越毫瓦级不超越毫瓦级),要求电压很低,有,要求电压很低,有较高的开环差模增益和共模抑制比。较高的开环差模增益和共模抑制比。三、高阻型三、高阻型性能特点:性能特点: 通常利用场效应管组成差分
37、输入级,输通常利用场效应管组成差分输入级,输入电阻高达入电阻高达 1012 。高阻型运放可用在丈量放大器、采样高阻型运放可用在丈量放大器、采样-坚持电路、带坚持电路、带通滤波器、模拟调理器以及某些信号源内阻很高的电路中。通滤波器、模拟调理器以及某些信号源内阻很高的电路中。四、高速型四、高速型大信号任务形状下具有优良的频率特性,大信号任务形状下具有优良的频率特性,转换速率可达每微秒几十至几百伏,甚至转换速率可达每微秒几十至几百伏,甚至高达高达 1 000 V/s,单位增益带宽可达,单位增益带宽可达 10 MHz,甚至几百兆欧。,甚至几百兆欧。性能特点:性能特点:常用在常用在A / D 和和 D
38、/ A 转换器、有源滤波器、高速采转换器、有源滤波器、高速采样样-坚持电路、模拟乘法器和精度比较器等电路中。坚持电路、模拟乘法器和精度比较器等电路中。五、高压型五、高压型性能特点:性能特点: 输出电压动态范围大,电源电压高,输出电压动态范围大,电源电压高,功耗大。功耗大。六、大功率型六、大功率型性能特点:性能特点:可提供较高的输出电压较大的输出电可提供较高的输出电压较大的输出电流,负载上可得到较大的输出功率。流,负载上可得到较大的输出功率。A1vivo103A2vivo105答:答:两个放大电路能否都可以放大两个放大电路能否都可以放大0.1mV的信号?的信号?添加了添加了Re电压增益电压增益输出漂移电压输出漂移电压均为均为 200 mV输出漂移电压输出漂移电压均为均为 200 mV输入端漂移电输入端漂移电压为压为 0.2 mV输入端漂移电输入端漂移电压为压为 0.00
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