第14讲 集成运算放大电路

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 集成运算放大电路,单击此处编辑母版标题样式,第四章 集成运算放大电路,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,集成运放电路简介,4.4,集成运放的性能指标,4.5,集成运放的种类及选择,4.6,集成运放的使用,1,第十四讲,集成运算放大电路,一、概述,二、集成运放中的电流源电路,三、集成运放电路分析,四、集成运放的主要性能指标,五、集成运放的种类,2,4.1,集成运放概述,（,1,）,制造工艺,一致性、对称性好,受温度影响小。,（,2,）连线短，焊点少,可靠性高。,（,3,）充分利用复杂电路形式（容易做到）提高各方面性能,(,复合管、有源负载,),。,（,4,）集成大,R,、,C,难,有源器件代替,R,（,R10,50K,；,C0.1pF,50pF,）,1.,集成电路的特点,集成电路,“,管”、“路”一体器件，具有特定功能。,集成运放,高性能的,直接耦合,多级放大电路。,4.1,概述,3,输入级,（,前置级）,差分放大电路。,要求,R,i,大，,A,d,大，,A,c,小，输入端耐压高。,4.1,概述,两个,输入端,一个,输出端,2.,集成运放电路的组成及各部分作用,偏置电路,电流源电路,为各级设置合适的静,Q,点,要 求,I,C,/,I,D,小、稳定。,中间级,共射,/,源,放大电路。,主放大级，,A,d,要,输出级,（,功率,级,）,准互补输出,电路,。,要求,R,o,小，,输出电压,动态范围宽、失真小,。,4,A,od,高达几十万倍,线性区,很窄、,输入,电压(,u,P,u,N,),很小,(,几十一百多,V,),线性区,：,u,O,A,od,(,u,P,u,N,),A,od,是开环差模放大倍数。,非线性区,(,饱和区,),饱和区：,u,O,=,U,OM,（,u,P,u,N,为,+,U,OM,，,u,P,u,N,为,U,OM,）,u,O,=,f,(,u,P,-,u,N,),3.,集成运放的符号和电压传输特性,U,OM,-U,OM,线性区,(,放大区,),u,P,u,O,与,u,P,同相,u,N,u,O,与,u,N,反相,(1),符号,(2),传输特性,4.1,概述,5,4.2,集成运放的偏置电路,电流源电路,1.,镜像电流源,T,0,和 T,1,特性,一致,基准电流,“,镜像”,I,R,基准电流；,I,C,(,I,C1,),工作电流（偏置电流）,*镜像电流源的温度补偿作用：温度,I,C1,、,I,C0,I,R,U,R,U,B,I,C1,4.2,电流源电路,6,2.,微电流源,当,I,C0,I,R,一定时，由所需,I,C1,计算,R,e,值：,R,e,镜像电流源简单，但要求,I,C1,小（,量级）时,R,大，集成困难！,为使,I,C1,为弱电流，且,R,不大,R,e,微电流源,因为,U,BE1,U,BE0,I,C1,I,C0,当,I,C0,I,B0,+I,B1,时，,I,C0,I,R,即,I,C1,I,R,=,（,V,CC,-,U,BEO,）,/,R,I,R,可大,R,就可小一些,(,几十,）,4.2,电流源电路,7,3.,比例电流源,U,BE0,+I,E0,R,e0,=U,BE1,+I,E1,R,e1,因为,U,BE0,=U,BE1,则,I,E0,R,e0,=I,E1,R,e1,所以,I,C1,I,E1,=(R,e0,/R,e1,)I,E0,I,E0,I,C0,I,R,(,I,C0,I,B0,+I,B1,),4.2,电流源电路,I,C1,与,R,e1,成反比,8,3.,多路电流源（,1,）基于比例电流源的多路电流源,当,I,E0,(I,R,),确定之后，根据所需电流选取合适,R,e,即可。,U,BE0,+,I,E0,R,e0,=U,BE1,+,I,E1,R,e1,=U,BE2,+,I,E2,R,e2,=U,BE3,+,I,E3,R,e3,因为,U,BE,近似相等，故,I,E0,R,e0,I,E1,R,e1,I,E2,R,e2,I,E3,R,e3,4.2,电流源电路,9,（,2,）多集电极管构成的多路电流源,当,I,C0,(=I,R,),确定之后，,根据所需静态电流，来确定集电结面积,(,设计制造,),。,设三个,集电区的面积分别为,S,0,、,S,1,、,S,2,，,则,4.2,电流源电路,10,（,3,）,MOS,管多路电流源,MOS,管漏极电流正比于沟道的宽长比。,设宽长比,W,/,L,=,S,，且,T,1,T,4,的宽长比分别为,S,0,、,S,1,、,S,2,、,S,3,，则,基准电流,当,I,D0,(=I,R,),确定之后，,根据所需静态电流，来确定沟道尺寸,(,设计制造,),。,4.2,电流源电路,11,哪只管子为放大管？,其集电极静态电流约为多少？,静态时,U,IQ,为多少？,(,I,BQ1,R,b,+,U,BEQ1,),为什么要考虑,h,22,?,（,R,L,为后级,R,i,，一般很大）,1.,有源负载共射放大电路,当,R,L,94dB(5*10,4,),r,id,2M,K,CMR,8,0dB,U,IO,(,失调电压,),105dB,。,用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。,低功耗型：,工作电源电压低（几伏）、静态功耗小，,100,200W,。,用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。,大功率型：,大功率、大电流（几安）,通常情况下用通用型运放，特殊情况下才用专用型运放。,30,*讨论一,根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。,已知现有集成运放的类型是：,通用型 高阻型 高速型 低功耗型,高压型 大功率型 高精度型,1.,作低频放大器，应选用,。,2.,作宽频带放大器，应选用,。,3.,作幅值为,1V,以下微弱信号的量测放大器，应选用,。,4.,作内阻为,10M,信号源的放大器，应选用,。,5.,负载需,5A,电流驱动的放大器，应选用,。,6.,要求输出电压幅值为,80,的放大器，应选用,。,7.,宇航仪器中所用的放大器，应选用,。,31,1.,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.,u,I1,、,u,I3,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,增大第二级的负载电阻,超,管,*讨论二,32,第四章 集成运算放大电路,1,熟悉集成运放的特点、基本组成及各部分的作用。,2,掌握镜像电流源、比例电流源、微电流源电路的工作原理。,3.,了解集成运放主要性能指标的定义和量级。,典型题例 自测题：一。,33,