集成电路运算放大电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6.1 集成电路运算放大器中的电流源,6.2 差分式放大电路,6.3 集成电路运算放大器,6.4 集成电路运算放大器的主要参数,6 集成电路运算放大器,6.1 集成电路运算放大器中的恒流源,镜像电流源,多路电流源,电流源作有源负载,微电流源,1.镜像电流源,恒流特性,无论,R,c,的值如何，,I,C2,的电流值将保持不变。,（,三极管,工作状态,）,1.镜像电流源,交流电阻,由于T,2,的集电极电流基本不变。所以交流量,一般,R,o,在几百千欧以上,1.镜像电流源,精度更高的镜像电流源,由于增加了T,3,，使,I,C2,更加接近,I,REF,2.微电流源,由于,很小，,所以,I,C2,也很小,3.多路电流源,4.电流源作有源负载,共射电路的电压增益为：,对于此电路,R,c,就是镜像电流源的交流电阻，,因此增益为,比用电阻,R,c,就作负载时提高了。,end,放大管,镜像电流源,镜像电流源,镜像电流源,I,C,0,V,BB,T,BJT,电流源接法时的工作状态,6.2 差分式放大电路,直接耦合放大电路,零点漂移,电路组成及工作原理,抑制零点漂移原理,概述,基本差分式放大电路,FET,差分式放大电路,差分式放大电路的传输特性,差分式放大电路中的一般概念,主要指标计算,几种方式指标比较,6.2.0 概述,1.直接耦合放大电路,可以放大直流信号,2.直接耦合放大电路的零点漂移,零漂,：,主要原因,：,温漂指标,：,#,为什么一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式？,温度变化引起，也称,温漂,。,输入短路时，输出仍有缓慢变化,的电压产生。,温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。,电源电压波动也是原因之一,例如,若第一级漂了100 uV，,则输出漂移 1 V。,若第二级也漂了100 uV，,则输出漂移 10 mV。,假设,第一级是关键,3.减小零漂的措施,用非线性元件进行温度补偿,调制解调方式。如,“,斩波稳零放大器,”,采用差分式放大电路,漂了 100 uV,漂移,10 mV+100 uV,漂移,1 V+10 mV,漂移,1 V+10 mV,（,思考题,）,共模抑制比,反映抑制零漂能力的指标,4.差分式放大电路中的一般概念,根据1、2两式又有,差分式放大电路输入输出结构示意图,+,-,v,i1,+,-,v,i2,+,-,v,o1,差放,v,o2,+,-,+,-,v,id,+,-,v,o,差模信号,共模信号,差模电压增益,共模电压增益,总输出电压,差模等效输入方式,差放,+,-,v,id,差放,+,-,v,id,(a),(b),共模等效输入方式,差放,+,-,v,ic,差模信号输出,共模信号输出,6.2.1 基本差分式放大电路,1.电路组成及工作原理,静态,动态,仅输入差模信号，,大小相等，相位相反。,大小相等，,信号被放大。,相位相反。,1.电路组成及工作原理,2.抑制零点漂移,温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产生变化。且变化趋势是相同的，,差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。,其效果相当于在两个输入端加入了共模信号,。,2.抑制零点漂移,由此看出，温度升高时，引起两集电极电流增加，使得流过,R,e,上的电流增加，发射极电位上升，从而限制了集电极电流的增加。这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。,所以，即使电路处于单端输出方式时，仍有较强的抑制零漂能力。,另一方面,3.主要指标计算,（1）差模电压增益,接入负载时,（,双入、双出交流通路,）,双入、单出,以双倍的元器件换取抑制零漂的能力,双入、双出,接入负载时,3.主要指标计算,（1）差模电压增益,单端输入,等效于双端输入,指标计算与双端输入相同,（2）共模电压增益,双端输出,共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。,所以,共模增益,单端输出,抑制零漂能力增强,（3）共模抑制比,双端输出，理想情况,单端输出,抑制零漂能力,越强,单端输出时的总输出电压,（4）频率响应,高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。,4.几种方式指标比较,输出方式,双出,单出,双出,单出,4.几种方式指标比较,输出方式,双出,单出,双出,单出,（,思考题,）,(4)当输出接一12k,负载时的电压增益.,解：,求:,例,(1)静态,(2)电压增益,(3),(4),与共源电路相同,6.2.2 FET差分式放大电路,1.电路组成,2.差模增益,3.差模输入电阻,end,6.2.3 差分式放大电路的传输特性,图中纵坐标为,A,1,v,i,v,o,10,3,A,2,v,i,v,o,10,5,思 考 题,答：,两个放大电路是否都可以放大0.1mV的信号？,end,增加了,R,e,电压增益,输出漂移电压均为 200 mV,输出漂移电压均为 200 mV,输入端漂移电压为 0.2 mV,输入端漂移电压为 0.002 mV,A,1,不可以，,A,2,可以,思 考 题,1.若在基本差分式放大电路中增加两个电阻,R,e,（如图所示）。则动态指标将有何变化？,答：,双端输出差模增益,差模输入电阻,单端输出共模增益,共模输入电阻,增加了,R,e,增加了,R,e,思 考 题,2.差分式放大电路如图所示。分析下列输入和输出的相位关系：,反相,v,C1,与,v,i1,end,同相,v,C2,与,v,i1,同相,v,C1,与,v,i2,反相,v,C2,与,v,i2,反相,v,O,与,v,i1,同相,v,O,与,v,i2,3.静态时，两个输入端是否有静态偏置电流？,6.3 集成电路运算放大器,简单的集成电路运算放大器,通用型集成电路运算放大器,6.3.1 简单的集成电路运算放大器,1.集成运放内部组成框图,2.简单集成运放电路组成,3.输入输出相位关系及符号,集成运放的特点：,电压增益高,输入电阻大,输出电阻小,6.3.2 通用型集成电路运算放大器,end,简化电路,6.4 集成电路运算放大器的主要参数,1.输入失调电压,V,IO,2.输入偏置电流,I,IB,3.输入失调电流,I,IO,4.温度漂移,（1）输入失调电压温漂,V,IO,/,T,（2）输入失调电流温漂,I,IO,/,T,5.最大差模输入电压,V,idmax,6.最大共模输入电压,V,icmax,7.最大输出电流,I,omax,6.4 集成电路运算放大器的主要参数,8.开环差模电压增益,A,VO,9.开环带宽,BW,(,f,H,),10.单位增益带宽,BW,G,(,f,T,),11.转换速率,S,R,end,