lecture_13集成运算放大电路.ppt

1、,1集成运放概述 2 电流源电路 3电流源负载放大电路 4集成运放电路简介 5集成运放的应用,lecture_13 集成运算放大电路1,重点难点,基本电流源的分析计算 改进电流源的分析,作业 4.3 4.13,内容提纲,cha.4-1,cha.4-2,cha.4-3,cha.4-6,Next: cha.5-1,cha.5-2,1 集成运放概述,集成电路的特点：,集成运放是高放大倍数的直接耦合多级放大电路。 1.单个元件参数精度不高，温度影响大，但对称性好。 2.电阻：几十欧几十千欧（不能过大和过小，不易制造），晶体管用得多，电阻用得少。 3.有源器件代替无源器件，常用三极管代替大电阻。 4.要

2、求电容低于几十PF，采用直接耦合方式，不能制造大电容。,集成运放的发展及种类,常采用差分放大电路,共射或共源放大器（复合管）,非线性失真小,互补功率放大电路,电流源电路等,电压传输特性：,放大区,非线性区,斜率为放大倍数,差模开环放大倍数,一、运算放大器的静态技术指标,1.输入失调电压UIO ：(input offset voltage) 输出电压为零时，在输入端所加的补偿电压。,2.输入失调电流Iio ：(input offset current)当输出 电压等于零时，两个输入端偏置电流之差。,3.输入偏置电流IIB ：(input bias current)当输出电 压等于零时，运放两个输

3、入端偏置电流的平均值。,运算放大器的动态技术指标,4.输入失调电压温漂dUIo /dT：在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度变化量与温度变化量之比值。,5.输入失调电流温漂dIio /dT：在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。,6.最大差模输入电压Uidm：(maximum differential mode input voltage)运放两输入端能承受的最大差 模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿,7.最大共模输入电压Uicm：(maximum common mode input voltage)在保证运放正常工作条件下，共模输入 电压的允许范

4、围。共模电压超过此值时，输入差分 对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。,二、运算放大器的动态技术指标,1.开环差模电压放大倍数Aod ：(open loop voltage gain)运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。,2.差模输入电阻rid ：(input resistance)输入差模信号时，运放的输入电阻。,4.3dB带宽f H ： (-3dB band width) Aod在高频段下降3dB所对应的频率f H。,5.单位增益带宽f c (BWG)(unit gain bandwidth) Aod 下降到1（0dB)时所对应的频率.,2 集成运放中的电流源

5、电路,(1) 镜像电流源:,1.电路组成：T1与T2对称（三极管的工艺、结构和参数都一致），由于T1的UCE1与UBE1相等，从而保证T1工作在放大状态，所以,2.基准电流：,3. 电路对称：,4. 镜像电流：, 2 IC2IREF,R值确定后，IREF就确定，IC2也随之确定。,5. 特点：工作三极管集电极电流是电流源电路的镜像（电流相等）。,适用于较大工作电流的场合（mA级 ),镜像电流源具有一定的温度补偿作用,T,IC2,IC1,IR,UR,UB,IB,IC2,因此，提高了输出电流IC2的稳定性,电路缺点：,若IC2较大，则IR增大，R的功耗就增大，在集成电路中是不允许的； 反之， IC

6、2较小，则IR也小，R必然很大，这在集成电路中很难做到。,(2) 比例电流源:,在镜像电流源电路的基础上，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。功耗，温度稳定性都比镜像电流源好。,因两三极管基极对地电位相等，因此有：,UBE1UBE2 IE1Re1IE2Re2,忽略基极电流有：,比例电流源,IR怎么求？,(3) 微电流源,(4) 改进电流源电路,与镜像电流源相比：,IC2,(5) 多路电流源,T10，T11微电流源,T12，T13镜像电流源,3 电流源负载放大电路,4 集成运放电路简介,分析方法：,化整为零：分为偏置电路、输入级、中间级和输出级四个部

7、分；,分析功能：弄清每部分电路的结构形式和性能特点；,统观整体：研究各部分相互间的联系，理解电路所具有的功能；,定量估算：必要时对部分电路参数进行估算；,技巧：,若在运放电路中有个支路的电流可以直接估算出来，通常该电流就是基准电流。,4 理想运算放大器,理想运放传输特性,实际特性,理想特性,线性区,非线性区,集成运放的传输特性,理想运放的放大倍数无穷大，输入电阻也是无穷大,理想运放工作在线性区时的特点,uo=Aod(u+u- ),理想运放工作在线性区时,输出电压与两个输入电压间存在线性放大关系.,特点:,虚短: u+=u- （ Aod ） (理想运放的差模输入电压等于零),虚断: i+ = i

8、- = 0 ( rid） (理想运放的输入电流等于零）,理想运放工作在非线性区时的特点,特点：,集成运放符号,集成运放内部简化等效电路,5 集成运放的应用,在实际应用中， 除了根据用途和要求正确选择运放的型号外，还必须注意以下几个方面的问题。 1. 对集成运放的粗测 根据集成运放内部的电路结构，可以用万用表粗略测量出各引脚之间有无短路或开路现象，判断其内部有无损坏。测试时必须注意， 不可用大电流挡（如R1()挡）测量，以免电流过大而烧坏PN结；也不可用高电压档（如R10 k档）测量，以免电压过高损坏组件。 ,2. 调零问题 如前所述，由于失调电压、失调电流的影响， 使运放在输入为零时，输出不等于零。为此，必须采取调零措施予以补偿。 ,3. 消除自激问题 运放在工作时容易产生自激振荡。,为此，目前大多数集成运放内电路已设置了消振的补偿网络，有些运放引出