钟建模电4第四章集成运算放大电路

1、第四章 集成运算放大电路例4: (研究生入学试题)如图所示为差动放大电路,已知 rbb =0, VBE = 0.6V,值均为 50，调节 Rw 的滑动端可调节该电路的差模电压放大倍数Avd, 问：当Rw的滑动端调至最上端时 Avd =？ 11K 解：当Rw的滑动端调至最上端时，11K分析： 该电路是恒流源差动放大电路，调整Rw改变c3值，相应EQ1和EQ2改变，rbe1和rbe2 变化，可调节电压放大倍数 Avd。11K第四章 集成运算放大电路4.1 概述4.2 集成运放中的电流源4.3 集成运放的电路分析及其性能指标4.5 集成运放的种类、选择与使用4.4 集成运放的电路分析及其性能指标4.

2、1 概述一、集成运放的特点二、集成运放电路的组成三、集成运放的电压传输特性 自1959年世界上出现第一块集成电路至今，只不过五十年时间，但它已深入到许多产业的产品中。 在导弹、卫星、战车、舰船、飞机等军事装备中； 在数控机床、仪器仪表等工业设备中； 在通信和计算机中； 在音响、电视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采用了集成电路。 集成电路的技术发展将直接促进整机的小型化、高性能化、多功能化和高可靠性。毫不夸张地说，集成电路是工业的“食粮”和“原油”。4.1 半导体集成电路(IC)概述 1. 集成电路的外形： 国产集成运放的封装外形主要采用圆壳式,双列直插式和表贴式。集成电路的外形和符

3、号 2. 集成电路的型号: 国家标准（GB3430-82）规定，由字母和阿拉伯数字表示，例如CF741、CF124等，其中C表示国家标准，F表示运算放大器，阿拉伯数字表示品种。 集成电路 （Integrated Circuit 简称IC) 实质：是一个高增益的多级直接耦合（差动放大）放大电路。 与分立元件电路比较具有：体积小、重量轻、耗电省、成本低、可靠性高等优点。1. 半导体集成电路(IC)概述 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路（Integrated Circuits，简称IC）。 1. 半导体集成电路(IC)概述 集成电

4、路组件集成电路的制造工艺流程： 设计 工艺加工 测试 封装定义电路的输入输出（电路指标、性能）原理电路设计电路模拟(SPICE)布局(Layout)考虑寄生因素后的再模拟原型电路制备测试、评测产品工艺问题定义问题不符合不符合运放举例：CF741 CF741 1 2 3 48 7 6 5 741761432582反相输入端6输出端3同相输入端4正电源端7负电源端8闲置端（NC）1、5接调零电位器. 通用型集成运放CF741内部电路 一、IC分类： 集成电路的种类很多，分类方法有以下几种：1按集成度的高低，如上所述，集成电路可分为小规模、中规模、大规模和超大规模四类。2按导电类型的不同，集成电路可

5、分为双极型（即BJT型）集成电路和单极型（即MOS型）集成电路。3按功能的不同，集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路又可分为线性集成电路和非线性集成电路。模拟IC功能器件： 集成运算放大器、集成功率放大器、集成高频放大器、集成中频放大器、集成比较器、集成乘法器、集成稳压器、集成A/D和D/A转换器、集成锁相环。 集成运放具有通用性和灵活性强、成本低、品种多等特点，因此已成为线性集成电路中应用最为广泛的一种集成电路。该电路将在第八章讨论。集成电路具有以下特点： a.电路结构与元件参数具有对称性； b.采用有源器件代替无源器件； c.采用复合结构的电路； d.级间采用直接耦

6、合方式； e.电路中的二极管多用于温度补偿或电位移动电路，大都采用BJT的发射结构成。集成电路发展的原动力：不断提高的性能/价格比集成电路发展的特点：性能提高、价格降低集成电路的性能指标： 集成度 速度、功耗 特征尺寸 可靠性主要途径：缩小器件的特征尺寸 增大硅片面积集成电路的关键技术：光刻技术(DUV)集成电路（IC）发展方向:芯片（Chip, Die）硅片（Wafer）集成电路的成品率：Y=硅片上好的芯片数硅片上总的芯片数100%成品率的检测，决定工艺的稳定性，成品率对集成电路厂家很重要缩小尺寸：0.250.18mm增大硅片：8英寸12英寸集成运放(常用) 集成运放是一种高放大倍数的直接耦

7、合放大器。由于最初这种器件主要用于模拟计算机中实现数值运算，所以称为运算放大器。尽管目前集成运放的应用早已远远超出了模拟运算的范围，但仍保留了运放的名称。 集成运放的发展经历了第一代至第四代，其性能越来越好。目前集成运放仍在不断发展，其方向是更低的漂移、噪声和功耗，更高的速度、放大倍数和输入电压，以及更大的输出功率等。 集成运放基本组成 集成运放的内部组成框图如图所示，它主要由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成的。 输入级：是提高运算放大器质量的关键部分。要求：输入电阻高，能减少零漂和抑制干扰信号。 电路形式：采用具有恒流的差动放大电路，降低零漂，提高KCMR。并且通常在低电流状态，以获得较

8、高的输入阻抗。 . 集成运放基本组成 中间级：进行电压放大，获得运放的总增益。 要求：Au高，同时向输出级提供较大的推动电流。 电路形式：带有恒流源负载的共射电路，Au高达几千倍以上。集成运放基本组成 输出级：与负载相接。 要求：其输出电阻低，带负载能力强，能输出足够大的电压和电流，并有过载保护措施。 电路形式：一般由互补对称电路或射极输出器构成。 集成运放基本组成 偏置电路：为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，也可以作为有源负载提高电压增益，输入级设置一个电流值低而又十分稳定的偏置电流。 电路形式：各种恒流源组成。 集成运放基本组成二、集成运放电路的组成两个输入端一个输出端 若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。三、集成运放的电压传输特性 由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在