集成电路运算放大电路

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1、4.2集成运放中的电流源4.1集成运算放大电路概述4.3集成运放电路的简介第4章集成运算放大电路4.4集成运放的性能指标及低频等效电路小结4.5集成运放的种类及选择4.6集成运放的使用学习指导在半导体制造工艺的基础上，将整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。其体积小，而性能却很好。集成电路按其功能分，有模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路的种类繁多，其中集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种。主要内容:(1)集成运放中的电流源;(2)集成运放及主要性能指标。基本要求:(1)熟悉运放的组成及各部分的作用，理解主要性能指标及其使用注意

2、事项；(2)了解镜像电流源、微电流源的工作原理、特点和主要用途；(3)了解运放F007的基本组成和工作原理。运算放大器图片集成运算放大电路，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。4.1集成运算放大电路概述（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，因为电路复杂并不增加制作工序。（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。1.集成运放的特点2.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

3、、单端输出的差分放大电路。差动输入级有两个输入uP、uN，当信号从uN输入，输出uo与uN极性相反，称uN为反相输入端；当信号从uP输入，输出uo与uP极性相同，称uP为同相输入端。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。3.集成运放的符号和电压传输特性uO=f(uP-uN)由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区

4、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。非线性区线性区，曲线斜率为Aod+UOM-UOM非线性区线性区(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。+UOM为正向输出饱和电压-UOM为负向输出饱和电压其数值接近运放的正负电源电压+UOM-UOM分析应用电路的工作原理时，首先要分清运放工作在线性区还是非线性区。4.2.2改进型电流源电路4.2.4电流源作有源负载在模拟集成电路中，广泛地使用电流源，为放大电路提供稳定的偏置电流，或作为放大电路的有源负载。

5、在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。4.2.1基本电流源电路4.2.3多路电流源电路4.2集成运放中的电流源1.镜像电流源T0和T1特性完全相同。输出电流基准电流可见，无论T1的集电极电阻如何，IC1的电流值将保持不变。把IC1看作是IR的镜像镜像电流源结构简单，应用广泛。但是要想减小或者增大IC1，就要增大或者减小R。R增大，不利于集成；R减小，IR增大，R的功耗增大。镜像电流源有温度补偿作用，当温度升高时：IC1IC0IRURUBIBIC1所以，提高了输出电流IC1的稳定性。1.镜像电流源2.微电流源要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。Re3.多路电流源（1）

6、基于比例电流源的多路电流源UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1=UBE2+IE2Re2=UBE3+IE3Re4因为UBE相差不多，故IE0Re0≈IE1Re1≈IE2Re2≈IE3Re3集成运放是一个多级放大电路，需要多路电流源提供各级Q点，可以利用一个IR获得不同的输出电流，即多路电流源。（2）多集电极管构成的多路电流源根据所需静态电流，来确定集电结面积。设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2，则三种基本电流源均是在β>>2的条件下进行分析的，即忽略了IB对IC1的影响三种基本电流源电路镜像电流源比例电流源微电流源在共射（共源）电路中，为了提高Au，通常增大Rc（Rd）

7、；为了保证Q点稳定，需要提高VCC，不经济也不合理。在集成运放中，常用电流源电路代替Rc（Rd）。由于晶体管和场效应管是有源元件，所以将这种负载称为有源负载。4以电流源为有源负载的放大电路4.有源负载（1）用于共射放大电路哪只管子为放大管？其集电结静态电流约为多少？T1的集电极电阻Rc就是镜像电流源的交流电阻R0一般Ro在几百千欧以上（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