电子科大模电李朝海课件4

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1、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§4.3集成运放的电路分析及其性能指标§4.4集成运放的种类、选择与使用一、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，大量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。§4.1概述二、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

2、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。§4.1概述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。较多采用电流源电路?几代产品中输入级的变化最大！§4.1概述三、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

3、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，开环集成运放的输出不是＋UOM,就是－UOM，即此时集成运放工作在非线性区。uO=f(uP-uN)§4.1概述§4.2集成运放中的电流源一、镜像电流源二、微电流源三、多路电流源四、有源负载一、镜像电流源T0和T1特性完全相同。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。T1的表现有如T0的镜像基准电流调整R即可得所需的Ic1!该电路有无负反馈？二、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Re集成电路中常常要求提供很小

4、（通常几十微安）的静态电流，受工艺限制，又不能用太大的电阻，怎么办？Re0Re1若再增加一个Re0,可构成一比例电流源（IC1/IR=Re0/Re1）请同学们自学。三、多路电流源根据所需静态电流，来确定集电结面积。根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。多集电极管根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。四、有源负载电路基本共射电路问题：若维持静态电流不变，RC增大，必提高电源电压。RC增大，Au增大，要增大Au？集成电路中，不能使用过大的电阻；但：RC用恒流源代替则：这种用恒流源作负载的放大器称为有源负载放大器。uivo例：电路中Q0、Q1、Q2均为Si管，β

5、>>1；求IC0=？Au如何求？解：Q1、Q2、R构成基本镜像电流源，作有源负载。有：又：Q1、Q2、R构成基本镜像电流源用电流源模型表示：四、有源负载uIuoAu如何求？基本镜像电流源用电流源模型表示：四、有源负载教材P96图2.3.13（d）h参数等效模型+-vbe+-vceuIuoAu如何求？基本镜像电流源用电流源模型表示：+-uo+-ui小信号等效电路：忽略Q0的基区宽调效应：四、有源负载四、有源负载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UCQ为多少？1.用于共射放大电路动态等效电路2.用于差分放大电路①电路的输入、输出方式？②如

6、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：RL+-uO2.用于差分放大电路输出电流与输入电压之比：动态：RL+-uO如果：一、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。

7、§4.3集成运放的电路简介二、举例：F007——通用型集成运放对于集成运放电路，应首先找出偏置电路，然后根据信号流通顺序，将其分为输入级、中间级和输出级电路。若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流，则这个电流往往是偏置电路中的基准电流。找出偏置电路双端输入、单端输出差分放大电路以复合管为放大管、恒流源作负载的共射放大电路用UBE倍增电路消除交越失真的准互补输出级三级放大电路简化电路分解电路输入级的分析T3、T4为横向PNP型管，输入端耐压高。共集形式，输入电阻大，允许的共模输入电压幅值大。共基形式频带宽。共集-共基形式Q点的稳定：T（℃）↑→IC1↑I

8、C2↑→IC8↑IC9与IC8为镜像关系→IC9↑，因IC10不变