第四章-集成运算放大电路ok

集成运算放大电路第4章要点§4.1集成运算放大电路概述§4.2集成运放中的电流源电路§4.3集成运放电路分析4·1集成运算放大电路概述高性能的直接耦合多级放大电路，简称集成运放。4·1·1集成运放的电路特点(1)级间采用直接耦合方式；用有源器件取代电阻；(2)相邻元件具有良好的对称性，受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，所以大量采用各种差分放大电路(作输入级)和恒流源电路（作偏置电路或有源负载)；(3)不同形式的集成电路，只增加元件不增加工序，通常用复杂的电路形式来实现提高各方面性能的目的；(4)常采用复合管输入级一般为差分放大电路中间级主放大级，多为有源负载的共射(源)电路输出级互补输出电路，带载能力强偏置电路电流源电路，为各级提供合适静态工作点输入级偏置电路中间级输出级+uouid4.1.2集成运放电路的组成及其各部分的作用uP

uNuo减少温漂4.1.3集成运放的电压传输特性+AoduPuNuO输出电压与两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即线性区域：Aod为差模开环放大倍数非线性区域：输出电压只有两种可能：+UOM或-UOMUOM为输出电压的饱和电压。uOuP-uNUOM-UOM几十万倍

集成运放电路中的晶体管和场效应管除了作为放大管，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流;或作为有源负载取代高阻值电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。4.2集成运放中的电流源电路+uo

–T1

Rc

Rb

ui1

+VCC

T2

Rc

Rb

R3-VEE

ui2

T3

R2R1+VCCIRRLR

RbT3T2T1IC2IC1uoui+–+–4·2·1基本电流源电路一、镜像电流源IC2+VCCT1T2RIC12IBIR电路特点：由一对特性完全相同的管子组成；工作原理：当β足够大时问题：若要求IC2更大,R的功耗增大,应当避免;若要求IC2更小,则R增大,在集成电路中不易实现;输出电流基准电流二、比例电流源IC2+VCCT1T2RIC1IB1+IB2IRIE1IE2Re1Re2基准电流输出电流使IC2可以大于或小于IR。Re1、Re2是电流负反馈电阻,使IC1、IC2具有更高的温度稳定性。而忽略基极电流，可得且UBE1≈UBE2，IR≈IC1≈IE1改变Re1

与Re2

就可以获得和IR

成不同比例的电流输出。4·2·3多路电流源电路

利用一个基准电路去获得多个不同的输出电流。IC1+VCCTT1RICIRReRe1ΣIBIC2T2Re2IC3T3Re3IE1IEIE2IE3输出电流：当IR确定后，改变各电流源射极电阻，可获得不同比例的输出电流。4·2·4以电流源为有源负载的放大电路

在共射(共源)放大电路中,增大Rc(或Rd),可以提高电压但是会影响用电流源电路取代Rc，在集成运放中,用电流源取代Rc(或Rd),称为有源负载。既可获得合适的静态电流，对于交流信号，又可得到很大的等效RC

。放大倍数;放大电路的静态工作点。一、有源负载共射放大电路+VCCIRRLR

RbT3T2T1IC2IC1uoui+–+–T1为放大管，T2与T3构成镜像电流源，T2是T1的有源负载。基准电流静态空载，T1集电极静态电流动态时rce1,rce2是动态时管子T1,T2集电极,发射极两端的电阻二、有源负载差分放大电路+VCCRLT4T3T1IC3IC1ui+–uo+–IC4IC2I-VEET2T1、T2为放大管，T3与T4构成镜像电流源，作T1和T2的有源负载。

使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的差模放大倍数。动态分析：输入差模信号△uI∵T3与T4构成镜像电流源，∴4.3集成运放电路分析

（1）了解用途：了解电路的应用场合、用途和技术指标。（2）化整为零：将整个电路分为各自具有一定功能的基本电路。（3）分析功能：定性分析每部分电路的基本功能和性能。（4）统观整体：相互连接关系以及连接后实现的功能和性能。（5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路主要参数。已知电路图，分析其原理和功能、性能。一.读图方法二、

F007（

μA741

）电路分析

对于集成运放电路，应首先找出偏置电路，然后根据信号流通顺序，将其分为输入级、中间级和输出级电路。

若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则这个电流往往是偏置电路中的基准电流。找出偏置电路双端输入、单端输出差分放大电路以复合管为放大管、恒流源作负载的共射放大电路用UBE倍增电路消除交越失真的准互补输出级三级放大电路简化电路

分解电路4·4集成运放的性能指标1、开环差模电压增益Aod运放工作在线性区，接入规定的负载，无负反馈情况下的直流差模电压增益；

通用型集成运放的Aod通常在105

(100dB)左右，且具有极好的低频响应；40801200106dB(M741)2、-3dB带宽fH

开环差模电压增益下降3dB时对应的频率

；3、单位增益带宽fc

开环差模电压增益下降到0dB时对应的频率

；4、共模抑制比KCMR:差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值;5、差模输入电阻rid:输入差模信号时的输入电阻;6、输入失调电压UIO:在室温及标准电源电压下，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压；7、输入失调电流IIO:当输出电压为零时，流入放大器两输入端的静态基极电流之差：8、温度漂移:温度漂移是零点漂移的主要来源;(1)输入失调电压温漂UIO/T在规定温度范围内，UIO的温度系数；(2)输入失调电流温漂UIIO/T在规定温度范围内，IIO的温度系数；UIO/T和IIO/T不能用外接调零装置的办法来补偿；9、输入偏置电流IIB:集成运放输出电压为零时，两个输入端静态电流的平均值：10、最大差模输入电压Uidmax:两个输入端所能承受的最大电压值，超过这个电压值，运放输入级某一侧的晶体管将出现发射结反向击穿；11、最大共模输入电压Uicmax:运放所能承受的最大共模输入电压，超过这个电压值，运放的共模抑制比将显著下降；12、最大输出电流Iomax:运放所能输出的正向或负向的峰值电流；13、转换速率SR:表示集成运放对信号变化速度的适应能力,是衡量运放在大幅值信号作用时工作速度的参数,即：max4·5集成运放的种类及选择1、按工作原理分类电压放大型电流放大型跨导型互阻型2、按可控性分类可变增益运放选通控制运放3、按性能指标分类高阻型高速型高精度型低功耗型高压型4、运放的选择信号源的性质负载的性质精度要求环境条件根据:4·6集成运放的使用一、使用时必做的工作1、集成运放的外引线金属壳封装(F007)12345678双列直插式封装(LM741)12348765

LM741

2—反相输入端3—同相输入端6—输出端4—负电源端7—正电源端1、5—外接调零电位器8—闲置端8脚、10脚、12脚、16脚……单运放、双运放、四运放