《模拟电子技术》第三章集成运算放大器电路

第三章集成运算放大器电路§3.1概述§3.2电流源电路§3.3差动放大电路§3.4集成运算放大器§3.5集成运算放大器的简单应用电路3.1.1集成运算放大器的电路组成输入级：由差动放大电路构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中间级：共射（共源）极放大电路。用于电压放大。输出级：互补对称放大电路。降低输出电阻，提高带载能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态工作点。§3.1概述3.1.2集成运算放大器的电路结构特点1、电路元件上采用有源器件代替大电阻；2、用晶体管代替二极管，用复合管结构代替晶体管；3、采用同一硅片制成，元件参数一致性好，元件参数具有对称性；4、电路结构上采用直接耦合。3.2.1单管电流源电路1.电路结构形式2.工作原理分析电路参数选定后，IC为输出恒流源IO。其动态电阻ro相当大，可近似为理想电流源。§3.2电流源电路3.2.2镜像电流源电路1.电路结构形式2.工作原理分析IC2可看作是IR的镜像。IR受电源变化的影响大β值较小时,IC2与IR的差别较大用于大工作电流的场合（mA级）集成电路中R

不可能太大。3.2.3比例电流源电路1.电路结构形式2.工作原理分析3.2.4微电流源电路1.电路结构形式2.工作原理分析设计电流源：先确定基准电流和输出电流数值，然后求出R

和RE的值。3.3.1基本差动放大电路1.电路组成两个完全对称的共射级放大电路.§3.3差动放大电路3.3.1基本差动放大电路1.电路组成2.抑制零点漂移的工作原理两个完全对称的共射级放大电路.

ui=0时3.3.1基本差动放大电路1.电路组成3.差动放大电路的主要性能指标2.抑制零点漂移的工作原理若输入任意信号，可以看成差模信号与共模信号的叠加.共模信号为差模信号为两输入信号为两输出信号为3.3.1基本差动放大电路3.差动放大电路的主要性能指标差模电压放大倍数共模电压放大倍数共模抑制比差模输入电阻输出电阻3.3.2长尾式差动放大电路1.静态分析

3.3.2长尾式差动放大电路2.动态分析

差模电压放大倍数接入负载时3.3.2长尾式差动放大电路2.动态分析

共模电压放大倍数以双倍的元器件换取抑制零漂的能力实际上:只要Re足够大3.3.2长尾式差动放大电路2.动态分析

共模抑制比差模输入电阻输出电阻3.3.2长尾式差动放大电路3.3.3差动放大电路的改进形式具有恒流源的差动放大电路三极管T3工作在放大区时,具有恒流源特性.温度变化时,T3的发射极电位和发射极电流也基本保持稳定.接入T3后,T1T2集电极电流不会因温度的变化而同时增大或减小。共模信号得到了抑制。3.3.3差动放大电路的改进形式具有调零功能的差动放大电路3.3.4差动放大电路的电压传输性当时，uod与uid呈线性关系，斜率为Aid；当时，传输特性趋于水平。3.3.5差动放大电路分析举例1.静态分析2.动态分析差模电压放大倍数共模电压放大倍数共模抑制比差模输入电阻输出电阻3.3.6差动放大电路小结1）差模输入电阻与输入方式无关；2）输出电阻取决于输出方式。3.5.1理想运算放大器的条件与符号一、理想运算放大器的技术指标通常：开环电压增益

Aod的105（很高）输入电阻

ri

106Ω（很大）输出电阻

ro

100Ω（很小）

电路模型§3.5集成运算放大器的简单应用电路3.5.1理想运算放大器的条件与符号一、理想运算放大器的技术指标开环放大倍数

Aud→∞差模输入电阻

rid→∞输出电阻ro≈0共模抑制比KCMRR→∞输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流均为零。3.5.1理想运算放大器的条件与符号一、理想运算放大器的技术指标二、电压传输特性划分为三个区：负饱和区uod=-Uom正饱和区uod=+Uomuid=u+-u-线性区uod=Aud

uid3.5.1理想运算放大器的条件与符号三、理想运算放大器工作在线性区的特点uid＝uP－uN≈0，即uP≈uN，称为虚假短路，简称虚短

由于输入电阻rid→∞ip＝-in＝(up－un)/rid≈0，这种现象称为虚断。

uod=Auduid=Aud（uP－uN）由于Aod→∞，uud为有限值，3.5.1理想运算放大器的条件与符号四、理想运算放大器工作在非线性区的特点虚短不成立。

虚断仍然成立。

电压传输特性中的线性区极小。开环或正反馈时，工作在非线性区。3.5.2同相比例器由理想运放的特性

R’为平衡电阻3.5.2同相比例器

R’为平衡电阻电压跟随器输出端相当于理想电压源，带负载能力极强。3.5.3反相比例器