模电课件第3章集成运放

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1、集成运算放大器integratedoperationalamplifierChapter3主要内容集成运放的简介差动放大电路电流源电路通用型集成运算放大器集成运放的主要参数理想集成运算放大器2§3.1集成运放的简介一、简介集成电路是60年代初期发展起来的。采用半导体制造工艺，在一小块硅单晶片上制作具有特定功能的电子线路。集成电路分为：模拟集成电路与数字集成电路。根据用途和具体功能不同，可分为集成运算放大器、集成功率放大器、集成带宽放大器、集成电压比较器、集成乘法器、集成稳压器、集成A/D和D/A转换器等。其中通用性最强、应用最为广泛的就是集成运算放大器。3中间级输入级偏置电路输出级ui+ui

2、uo集成运放是一个高增益直接耦合放大电路。采用具有两个输入端子的差动放大电路提供增益，通常是共射组态的放大电路二、组成多数由恒流源电路组成由有较强带负载能力的互补推挽电路组成4三、特点集成运放在内部结构上充分利用集成工艺的特点。1、集成工艺难以制作电感和较大容量的电容（一般只能制作200pF以下的电容）。集成运放均采用直接耦合方式。2、集成电路中的电阻多是半导体的体电阻，阻值越大，所占硅片面积越大。故大电阻往往利用有源负载实现。3、集成工艺较易制作良好匹配性的同种元、器件，在集成运放中广泛采用对称性电路结构。5§3.2集成运算放大器的单元电路差动放大电路的组成与原理差动放大电路的分析计算集

3、成运放的许多重要参数均取决于输入级。差动输入是集成运放中重要的基本单元电路，它能有效地抑制零点漂移，提供一定的增益，具有低噪声等性能。3.2.1差动放大电路6产生零点漂移的主要原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。放大电路中第一级对整个放大电路的零漂影响最大，且级数越多，零漂越严重。uI＝0，uO≠0——零点漂移1、直流放大器的零点漂移问题72、差动放大电路的组成与原理差动放大电路是由两个结构对称、参数完全相同的共射放大电路组成。（1）典型差放电路组成8（2）差放抑制零点漂移的原理静态时：输出电压温度发生变化时输出电压的漂移结论：抑制

4、了零点漂移9（3）差模信号与共模信号的概念——差模增益1）差模信号uid：在两个输入端加上幅度相等，极性相反的信号。2）共模信号uic：在两个输入端加上幅度相等，极性相同的信号。——共模增益103）一般信号电路的输入信号一般是差模和共模信号共存的。可分解为差模分量信号与共模分量信号：根据线性电路叠加定理，可得一般输入信号时差放输出电压的表达式11ui1=10mV,ui2=8mV，Aud＝103，Auc＝0，求uo=?123差动放大电路的分析计算(1)差放的静态分析(2)差放的动态分析13（1）差放的静态分析静态时：ui1=ui2=0设电路完全对称。由0VEE回路得VEE=IBRb+UBE+

5、2IERe通常，β>>1，UBE<

6、可用于输出负载接地的情况。若uo=uo2，Aud=？双端输入单端输出19单端输入设ui1=ui，ui2=0uid=uiuic=双端输出单端输出将单端输入转换为双端输入，每个输入端均为差模信号和共模信号的组合。20单端输入双端输出单端输出单端输入21共模特性分析当uid=0时，在uic作用下：uo1=uo2RL中共模信号电流为零，相当于断开。对于每一边电路，Re=?2Re22无共模信号放大能力。双端输出23设uoc=uo1，Re越大，Auc越小，对共模信号抑制能力就越强。单端输出24差动放大电路能够放大差模信号，抑制共模信号。Aud是有用信号的放大倍数，越大越好；Auc表明零漂的程度，越小越

7、好。引入共模抑制比综合衡量。共模抑制比双端输出单端输出4共模抑制比KCMR25小结1、差放电路的主要性能指标只与输出方式有关，而与输入方式无关。2、差放电路双端输出时，单端输出时，（RL=∞）3、差模输入电阻不论双端输入还是单端输入方式，单端输出电阻是双端输出电阻的一半。26输出方式双端输出单端输出输入方式双端输入单端输入双端输入单端输入电路差模电压增益共模电压增益KCMR差模rid共模ricro275差动放