集成运算放大电路简介

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1、4.3集成运放电路简介典型的集成运放双极型集成运放F007、F324单极型集成运放C14573一、引脚4.3.1双极型集成运放F007(a)引脚图12348765(b)连接示意图二、电路原理图图4.3.1F007电路原理图1.偏置电路+VCCT8-VEET9T12T13T10T11R4R5I8I3,4IC9IC10IREFIC13至输入级至中间级和输出级基准电流：基准电流产生各放大级所需的偏置电流。各路偏置电流的关系：IREFIC11IC10IB3,IB4IC9IC8IC12IC13微电流源镜像电流源

2、输入级镜像电流源中间级输出级图4.3.1-1F007的偏置电路2.输入级T1、T2、T3、T4组成共集－共基差分放大电路；T1、T2基极接收差分输入信号。T5、T6有源负载。T4集电极送出单端输出信号至中间级。RW调零电阻，R外接电阻。T7与R2组成射极输出器。uO+VCC-VEET6R1I3,4IC10IC9R2R3RRWT4T2T7T5T3T1T8T9图4.3.1-2uI2uI1若暂不考虑T7和调零电路则电路可简化为：+VCC-VEEI3,4T4T2T3T1I8RCRCuI1uI2uO(1)T1、

3、T2共集组态，具有较高的差模输入电阻和共模输入电压。(2)共基组态的T3、T4，与有源负载T5、T6组合，可以得到很高的电压放大倍数。(3)T3、T4共基接法能改善频率响应。(4)该电路具有共模负反馈，能减小温漂，提高共模抑制比。图4.3.1-2简化示意图3.中间级输入来自T4和T6集电极。输出接在输出级的两个互补对称放大管的基极。中间级T16、T17组成复合管，T13作为其有源负载。接入30pF的校正电容起相位补偿的作用，防止电路产生自激振荡。图4.3.1-3中间级示意图+VCC-VEET15T16

4、IC13R7T17R830pF4.输出级IC13R8uO+VCC-VEET14uID1R9R10T19T18R7T15D2图4.3.1-4F007输出级原理电路T14、T18、T19准互补对称电路；D1、D2、R9、R10为过流保护电路；T15、R7、R8为输出级设置合适的静态工作点。调节R7、R8阻值可调节两个功率管之间的电压差。这种电路称为UBE倍增电路。4.3.2单极型集成运放3.第二级增强型PMOSFET对管T3、T4增强型NMOS管T8构成漏极带有源负载的共源放大电路。双端输入、单端输出

5、的MOS差分放大电路。2.第一级T1、T2、T7构成多路电流源。1.偏置电路电容C起相位补偿作用。由于第二级电路从T8的栅极输入，其输入电阻非常大，所以使第一级具有很强的电压放大能力。图4.3.5C14573电路图4.4集成运放的性能指标及低频等效电路一、开环差模电压增益Aod一般用对数表示，定义为单位：分贝理想情况下Aod为无穷大；通用型集成运放的Aod为65～100dB。4.4.1集成运放的主要性能指标二、输入失调电压UIO三、输入失调电压温漂UIO定义：为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补

6、偿电压。一般运放：UIO为1~10mV；高质量运放：UIO为1mV以下。定义：一般运放为每摄氏度10~20V；高质量运放为每摄氏度0.5V以下。四、输入失调电流IIO五、输入失调电流温漂IIO当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即定义：一般运放为几十~一百nA；高质量的低于1nA。定义：一般运放为每摄氏度几nA；高质量的每摄氏度几十pA。六、输入偏置电流IIB七、差模输入电阻rid八、共模抑制比KCMR定义：输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值。定义：一般集成运放为几兆欧。定义：

7、多数集成运放在80dB以上，高质量的可达160dB。九、最大共模输入电压UIcmax输入级能正常放大差模信号情况下允许输入的最大共模信号。十、最大差模输入电压UIdmax不至于使PN结反向击穿所允许的最大差模输入电压。十一、－3dB带宽fH表示使Aod下降3dB时的信号频率。一般集成运放fH只有几赫兹至几千赫兹。F007C的fH仅为7Hz。十二、单位增益带宽fc使Aod降至0dB时的信号频率，此时开环差模电压放大倍数Aod等于1。十三、转换速率SR额定负载条件下，输入一个大信号时，输出电压的最大变化率

8、。单位为V/s。在实际工作中，输入信号的变化率一般不要大于集成运放的SR值。其他技术指标还有：最大输出电压、静态功耗及输出电阻等。4.4.2集成运放的低频等效电路考虑各种失调因素的等效电路图不考虑各种失调因素的电路图若将集成运放理想化，第一代产品：利用少量横向PNP管，构成以电流源作偏置电路的三级直接耦合放大电路。第二代产品：采用了有源负载，简化了电路设计，使开环增益明显提高，各方面性能指标比较均衡。第三代产品：输入级采用超β管，β值高达1000~50