模拟电子技术,华成英,童诗白,第四版,考试重点,学习基础,第4章集成运算放大电路

许昌学院电气信息工程学院主讲人：姚宁联系方式多媒体教学课件模拟电子技术

FundamentalsofAnalogElectronics

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回顾：运算放大器au+u-uoo+_ud_+A+bUsat-Usat

-

Uo/VUd/mVO实际特性近似特性分三个区域：①线性工作区：|ud|

<

则

uo=Aud②正向饱和区：③反向饱和区：ud>

则

uo=Usatud<-

则uo=-Usat

是一个数值很小的电压，例如Usat=13V,A=105，则

=0.13mV=130uV。回顾：运算放大器在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：（1）运算放大器理想化的条件①

A

uo为有限值，则ud=0,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路)；②

Ri

i+=0,i－=0。

即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。③

Ro

0au+u-uoo+_ud_+A+b（2）运放工作在饱和区时

a.当u+>u-时，uo=Usat

b.当u+<u-时，uo=-Usat§4.1

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

一、集成运放的特点（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性，采用差分放大电路和电流源电路。（2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂化并不带来工艺的复杂性。（3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。（4）采用复合管。

集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。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。集成运放电路四个组成部分的作用输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大，

Ac小，输入端耐压高。中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。几代产品中输入级的变化最大！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线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。在线性区：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是开环差模放大倍数。非线性区

(uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM

,

就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。uO=f(uP-uN)＋UOM－UOM§4.2

集成运放中的电流源一、基本电流源电路

二、改进型电流源电路三、以电流源为有源负载的放大电路四、读图方法1.镜像电流源T0和T1特性完全相同。电路中有负反馈吗？一、基本电流源电路

基准电流IC1↑IC0↑→IC↓IR↑→UR↑→UB↓→IB↓T(℃)↑→2.比例电流源

在镜像电流源电路中，若增加两个发射极电阻，使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。因

3.微电流源

设计过程很简单，首先确定IE0和IE1，然后选定R和Re。超越方程要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。Re二、改进型电流源电路

加射极输出器的电流源

例1P214三、电路如图T4.3所示，已知β0=β1=β2=100。各管的UBE均为0.7V，试求IC2的值。6

IRIC0IB2IE2IC1IB0IB1回顾：1.集成运放的四个组成部分及其作用；2.集成运放的电压传输特性；3.镜像电流源；4.比例电流源。在线性区：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是开环差模放大倍数。①哪只管子为放大管？②其集电结静态电流约为多少？③静态时UIQ为多少？④为什么要考虑

h22?1.用于共射放大电路三、以电流源为有源负载的放大电路T1管的集电极动态电流全部流向负载，有源负载使|Au|大大提高。2.用于差分放大电路①电路的输入、输出方式？②如何设置静态电流？③静态时iO约为多少？④动态时ΔiO约为多少？

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。静态：动态：例2P214四、电路如图T4.4所示。+----++同相输入端反相输入端四、读图方法（1）了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术指标。（2）化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本电路。（3）分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。（4）统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功能和性能。（5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路的主要参数。已知电路图，分析其原理和功能、性能。讨论P2184.131.输入级采用什么措施增大放大倍数？2.中间级采用什么措施增大电压放大倍数？3.如何消除交越失真？4.uI1、uI2哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？有源负载有源负载复合管共射放大电路增大输入级的负载电阻_+____++反相输入端同相输入端积累电流放大系数超β管本章小结本章主要讲述了集成运放的结构特点、电流源电路及有源负载放大电路和集成运算放大电路。集成电路运算放大器是用集成工艺制成的、具有高增益的直接耦合多级放大电路。它一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。为了抑制温漂和提高共模抑制比，常采用差分式放大电路作输入级；中间为电压增益级；互补对称电压跟随电路常用作输出级；电流源电路构成偏置电路。电流源电路是模拟集成电路的基本单元电路，其特点是直流电阻小，交流电阻很大，并具有温