电子技术基础第3章.ppt

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1、3.1集成电路和集成运放3.2集成运放中的电流源电路3.3差分放大电路3.4集成运放典型产品简介3.5集成运放的参数指标本章小结习题第3章集成运算放大器基础3.1.1集成电路(IC)集成电路简称IC(IntegratedCircuit),是20世纪60年代发展起来的半导体器件，它是在半导体制造工艺的基础上，将电路的元器件和连线制作在同一硅片上而制成的。3.1集成电路和集成运放3.1.2集成电路的分类和外形结构　　集成电路按其功能不同，可以分为数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路又可分为集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源和集成数/模和模/数转换器等。　　常用的模拟集成电路

2、主要有金属外壳、陶瓷外壳和塑料外壳三种封装形式，目前使用最多的是后两种。如果从结构形式来看，现在多采用扁平式、双列直插式，少数采用圆壳式，如图3.1.1所示。图3.1.1集成电路外形(a)圆壳式；(b)双列直插式；(c)扁平式3.1.3集成运算放大器的结构特点　　集成运算放大器实质上是高性能的直接耦合放大电路，是集成电路的一种，简称集成运放。3.1.4集成运算放大器的组成框图　　集成运算放大器电路由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四部分组成，如图3.1.2所示。它有两个输入端和一个输出端。下面简要介绍各组成部分的作用和特点。图3.1.2集成运放的组成框图1.输入级输入级是提高运

3、放质量的关键部分，要求其输入电阻高，能抑制温漂和干扰信号。它通常为一个双端输入的高性能差分放大电路。2.中间级中间级主要进行电压放大，要求它的电压放大倍数高，因此多采用共射放大电路。3.输出级输出级后接负载，因此要求其输出电阻低，带负载能力强，非线性失真小。集成运放的输出级多采用互补输出电路。4.偏置电路偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点，一般由各种恒流源电路构成。3.2.1镜像电流源图3.2.1所示为镜像电流源电路，它在集成运放中应用十分广泛。它由两只特性完全相同的三极管VT0和VT1构成。由图可知IR=IC0+IB0+IB1由于VT0和VT1是对称的，它们的

4、集电极电流与基极电流分别相等，因此有3.2集成运放中的电流源电路图3.2.1镜像电流源电路即而IR为基准电流，由图可得　　　　　　　当R和UCC确定后，基准电流IR也就确定了，IC1也随之而定。由于当β2时，输出电流IC1≈IR，我们把IC1看做是IR的镜像，因此这种电流源称为镜像电流源。(3.2.1)3.2.2微电流源镜像电流源电路适用于较大工作电流(毫安数量级)的场合，若需要减小IC1的值(例如微安级)，可采用微电流源电路。图3.2.2微电流源电路由电路可得UBE0=UBE1+IE1RE所以　　　　式中ΔUBE只有几十毫安，甚至更小，可见，用阻值不大的RE就可获得微小的工

5、作电流。3.2.3电流源用作有源负载　　共发射极有源负载放大电路如图3.2.3(a)所示。VT1是共射极组态的放大管，信号由基极输入、集电极输出。VT2、VT3和电阻R组成镜像电流源以代替RC，作为VT1的集电极有源负载。电流IC1等于基准电流IR。图3.2.3共发射极有源负载放大电路(a)电路；(b)交流等效电路根据共射放大电路的电压增益由图3.2.3(b)可知，该电路电压增益表达式为若RL(rce1∥rce2)，则　　　　　　　所以有源负载大大提高了放大电路的电压增益。3.3.1差分放大电路的组成1.电路组成差分放大电路是由两个特性相同的三极管VT1、VT2组成的对称电路

6、，两部分之间通过射极公共电阻RE耦合在一起，如图3.3.1所示。电路采用双电源供电形式，可扩大线性放大范围。3.3差分放大电路图3.3.1差分放大电路的组成2.差模输入电压和共模输入电压差分放大电路有两个输入端，可以分别加上两个输入电压Ui1和Ui2。如果两个输入电压大小相等，而且极性相反，则这样的输入电压称为差模输入电压，如图3.3.2所示。差模输入电压用符号Uid表示。如果两个输入电压不仅大小相等，而且极性也相同，则这样的输入电压称为共模输入电压，如图3.3.3所示。共模输入电压用符号Uic表示。图3.3.2差模输入差放电路图3.3.3共模输入差放电路实际上，当差分放大电路的两个输入端接

7、入的输入信号分别为Ui1和Ui2时，两信号的差值就是差模信号，而两信号的算术平均值称为共模信号。即差模输入电压和共模输入电压分别为根据以上两式可以得到3.差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比放大电路对差模输入电压的放大倍数称为差模电压放大倍数，用Aud表示，即(3.3.1)放大电路对共模输入电压的放大倍数称为共模电压放大倍数，用Auc表示，即(3.3.2)差分放大电路的共模抑制比用符号K