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6.1模拟集成电路中的直流偏置技术 电流源的特点 外电路参数确定，输出电流基本恒定。 电流稳定性好。 直流电阻小，交流电阻大。 电流源作为电路的偏置电路，为放大电路其它各 级提供合适的稳定的偏置电流，亦常作为有源负 载使用，用于改善电路的动态性能，提高电路的增益。 零漂仅对直接耦合放大电路而言。 零漂是缓慢变化的、不规则的第一级产生的零漂在多级电路中占主要地位。 零漂将直接影响放大电路的分辨率和灵敏度。 零漂是直接耦合电路中存在的主要问题。 6.3 集成电路运算放大器 6.3.2集成电路运算放大器的主要参数 6.5.1 比例运算 1. 反相比例运算 2. 同相比例运算 6.5.2 加法运算电路 1. 反相加法运算电路 2. 同相加法运算电路 6.5.3 减法运算电路 6.5.4 积分运算电路 6.5.5 微分运算电路 比例-微分运算电路 5.4 运放在信号处理方面的应用 5.4.1 有源滤波器 1. 有源低通滤波器 2. 有源高通滤波器 5.4.2 电压比较器 若频率 ? 为变量，则电路的传递函数 其模为 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O 双端输出，理想情况 单端输出 抑制零漂能力 越强 单端输出时的总输出电压 可见：由电路的对称性抑制双端输出的零漂。 依靠恒流源的交流电阻ro抑制单端输出的零漂。 差模输入电阻Rid：不论是单端输入还是双端输入，都相当于双端加有差模信号，差模输入电阻Rid是半边基本放大电路输入电阻的两倍。 共模输入电阻Ric：半边共模输入电阻的一半。 输出电阻Ro： 单端输出时 Ro= Rc 双端输出时 Ro= 2Rc (4)输入/输出电阻的计算 4. 几种方式指标比较 输出方式 双出 单出 双出 单出 输出方式 双出 单出 双出 单出 6.3.1 集成电路运算放大器的内部组成单元 输入级：要求输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号 。具有同相和反相两个输入端。 中间级：主要进行放大，要求电压放大倍数高。可采用复合管共 射放大电路及有源负载。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，能输出 足够大的电压和电流，以驱动负载动作。 偏置电路：为各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的 静态工作点。 输入级 输入端 中间级 输出级 偏置电路 输出端 常采用差分 放大电路 常采用恒 流源电路 常采用互补对称电路或射极输出器 常采用共射极放大电路 vo + P N +VCC –VEE – ? 集成电路运算放大器的代表符号如图所示： vo + P N +VCC –VEE – (a)国家标准规定的符号 (b)国内外常用符号 该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号“-” 或 “IN-” 表示。 同相输入端： 该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号 ‘+’ 或 ‘IN+’表示； 反相输入端 ： 反相输入 同相输入 反相输入 同相输入 1. 最大输出电压 VOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环电压增益 Avo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Avo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 3. 输入失调电压 VIO 理想运放在vi1=vi2=0时，输出vo=0；但实际运放由于制造过程中元件参数的不对称，使输入为零时，输出不为零。为使实际运放在输入为零时，输出为零，需在输入端加一个很小的补偿电压，即输入失调电压 VIO，它愈小愈好。 6. 共模输入电压范围 VICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。 4. 输入失调电流 IIO 是指输入信号为零时，两输入端静态基极电流之差，其值愈小愈好。 5. 输入偏置电流 IIB 是指输入信号为零时，两输入端静态基极电流的平均值，其值愈小愈好。 集成运算放大器的特点： 增益高、输入电阻高、输出电阻低、可靠性高、漂移小、成本低、尺寸小等。 6.4 理想运算放大器 1. 理想化条件 开环电压放大倍数AVO=? 差模输入电阻Rid=? 输出电阻Ro?0 输入偏置电流IBN =IBP=0 共模抑制比KCMR= ? vo + P N +VCC –VEE – 2. 电压传输特性 vo= f (vi) 线性区：vo = Avo(v+– v-) 非线性区：v+ v– 时， vo = +Vom