第六模电精要.ppt

* * * * * * * * 1．集成电路运算放大器的组成 6.2.3 集成运算放大器的基本单元电路 输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。 电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成 输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。 偏置电路是为各级提供合适的工作电流。 还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等 T3 T4 T5 T1 T2 IS -VEE +VCC v+ vo v– 反相 输入端 同相 输入端 原理框图： 输入级 中间级 输出级 与vo反相 与vo同相 + + - - 对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMR , 输入阻抗 Ri 尽可能大。 对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。 对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io 。即输出阻抗 Ro小。 集成运放的结构 （1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。 （2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。 （3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。 R2 T3 R1 R3 -VEE +VCC vi2 uo E RC T1 RC T2 vi1 T4 为减小IB， 提高输入电阻，T1、T2采用复合三极管 IC IB IE ?1 ?2 ? IC1 IC2 IB2 简单运算放大器的原理图 T1,T2对管组成差分式放大电路，信号双端输入、单端输出。 复合管T3,T4组成共射极电路，形成电压放大级，以提高整个电路的电压增益。 T5,T6组成两级电压跟随器，构成电路的输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压vid=vi1-vi2为零时，输出电压vO=0的目的。 R7和D组成低电压稳压电路以供给的基准电压，它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力。 运算放大器有两个输入端（即反相输入端1和同相输入端2）,与一个输出端3。在运算放大器的代表符号中，反相输入端用-号表示，同相输入端用+表示。器件外端输入、输出相应地用N,P和O表示 R2 +VCC (+10V) –VEE (-10V) R1 T1 T2 13.4k 13.4k vi1 vi2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 + + - - vo 3 ic1 ic2 R8 R3 R5 R6 R7 R4 19.3k iR3 5.1k vo2 IREF ic7 iR4 1.9k 9.7k D 3.5k iR5 2.0k iR6 输入和输出的相位：利用瞬时极性法分析可知，当输入信号电压vi1从反相输入端输入时（vi2=0），如vi1的瞬时变化极性为(+)时，各级输出端的瞬时电位极性为：vC2（+）→vO2（–）→vB6（–）→vO（–）则输出信号电压vo与vi1反相；同时，当输入信号电压从同相端输入vi2(vi1=0)时，可以检验，输出电压vo与vi2同相。 + + - - - 13.4k R2 +VCC (+10V) –VEE (-10V) R1 T1 T2 13.4k vi1 vi2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 + + - - vo 3 ic1 ic2 R8 R3 R5 R6 R7 R4 19.3k iR3 5.1k vo2 IREF ic7 iR4 1.9k 9.7k D 3.5k iR5 2.0k iR6 简单运算放大器的原理图 静态计算 VO=0V 从长尾电流入手 13.4k R2 +VCC (+10V) –VEE (-10V) R1 T1 T2 13.4k vi1 vi2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 + + - - vo 3 ic1 ic2 R8 R3 R5 R6 R7 R4 19.3k iR3 5.1k vo2 IREF ic7 iR4 1.9k 9.7k D 3.5k iR5 2.0k iR6 简单运算放大器的原理图 静态计算 13.4k R2 +VCC (+10V) –VEE (-10V) R1 T1 T2 13.4k vi1 vi2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 + + - - vo 3 ic1 ic2 R8 R3 R5 R6 R7 R4 19.3k iR3 5.1k vo2 IREF ic7 iR4 1.9k 9.7k D 3.5k iR5 2.0k iR6 简单运算放大器的原理图 13.4k R2 +VCC (+10V) –VEE