第6章 集成运算放大器电路原理.ppt

2、 输入级 V8和V9不仅是镜像电流源, 而且还与V10、V11组成微电流源构成共模负反馈环节以稳定IC1、IC2, 从而提高整个电路的共模抑制比。 3、中间级 4 、输出级和过载保护 5、相位补偿电容C 6、F007的电路符号 为保证F007在负反馈应用时能够稳定工作，V16的基极和集电极之间还需接一个内补偿电容。 Miller效应：在反相放大器中，输入与输出之间的分布电容与寄生电容由于放大器的作用，等效到输入端的电容会扩大（1+Au）倍。 由Miller效应，这种接法可以使30pF的小电容起到一个大电容的补偿作用。 第六章 集成运算放大器电路原理 定义：是采用微电子工艺，将晶体管、场效应管、电阻、电容等器件及它们之间的连线制作于同一硅片上，并使其具有特定功能的多级放大电路。 用途：此种电路最初多用于各种模拟信号的运算，如比例、求和、求差、积分、微分等运算，所以称为运算放大器，简称为集成运放。 特点：高性能（电压增益高、输入电阻大、输出电阻小、工作点漂移小等）、低价位。广泛应用于模拟信号的处理和产生，在大多数情况下，集成运放已经取代了分立元件放大电路。 集成运算放大器（AMPLIFIER） 6.1 集成运放的电路特点 1.级间采用直接耦合方式（提高集成度） 2.尽量用有源器件代替无源元件（BJT和FET 电阻电容电感） 3.利用对称结构改善电路性能（差动放大器） 输入级：对称结构的差动放大器 中间级：有源负载共射极放大器 输出级：（互补）射极跟随器（CC放大器） 电流源电路：提供各级偏流与有源负载 6.2 电流源电路 1.单管电流源电路 RB rbe rCE - RE + UO RB rbe rCE - RE + UO 2. 镜像电流源电路 V1=V2 β小时,误差大 多路镜像电流源电路： 增加射随器(V5),以减小误差，提高精度。 多集电极晶体管镜像电流源：由多集电极晶体管实现。 三集电极横向PNP管电路 等价电路 3.比例电流源电路 4.微电流电流源电路 5.负反馈型电流源电路 ——威尔逊电流源电路 另一种负反馈型电流源电路 ——串接电流源电路（两个镜像电流源串接在一起） 6.有源负载放大器 由于普通晶体管的频率特性较差，因此，在高速或宽带集成电路中，一般不采用有源负载放大器。 6.3 差动放大电路(差分放大电路) 6.3.1 直接耦合放大器的零点漂移积累现象 静态（交流输入为零）时，由于温度、电源波动等因素的影响，输出电压会出现零点漂移。在直接耦合放大电路中，此漂移会逐级传递并放大，最终可能会使后级放大器进入饱和或截止状态，进而使整个放大电路无法正常工作。 6.3.2 差动放大器的工作原理及性能分析 1、直流静态工作点分析 双端输入：两输入端均不接地 单端输入：两输入端其中一端接地 双端输出：从两个输出端之间输出 单端输出：从一个输出端到地之间输出 差模输入信号 共模输入信号 定义 2、差模放大特性 3、共模抑制特牲 共模电压放大倍数 双端输出 单端输出 共模输入电阻 共模输出电阻 单端输出 4、共模抑制比 Common?Mode Rejection?Ratio 双端输出 单端输出 5、对任意信号的放大特性 根据叠加原理，输出电压应为差模输出电压和共模输出电压之和。 无论是双端还是单端输入，是双端还是单端输出，差动放大器只放大两输入端的差模信号，而抑制其共模信号，这也正是差动放大器名称的由来。 6.3.3 具有恒流源的差动放大电路 由于电流源的动态内阻非常大，因此，无论双端输出还是单端输出，Auc都可近似为零，从而使KCMR趋于无穷大。 前电路缺点：KCMR做不高；输入端不能有较大的Uic变化。 目的： 研究差放小信号线性动态范围和大信号的非线性特性 熟悉差模输入信号与电流分配的关系 了解差动放大器传输特性的应用 6.3.4 差动放大器的传输特性 是指放大器的输出电流（iC1和iC2）和输出电压（uo）与差模输入电压(uid)之间的函数关系。 电流传输特性 电压传输特性 简化的差动放大器 推导过程见书208页 i C1 , i C2 I i C2 i C1 i C1 i C2 -6 U T -4 U T -2 U T 0 2 U T 4 U T 6 U T u id Q I 2 一，两管集电极电流之和恒等于I(uid=0时，称为静态)。 结论： 二，差动放大器线性动态范围很小（ ±2UT，即±50mV），uid超过±4UT，即±100mV,电路进入限幅状态，产生严重的非线性失真。 扩展传输特性的线性区范围 的方法：加射极负反馈电阻 差动放大器的跨导gm：表示小信号工作时，工作点处的uid对iC的控制作用。 差动放大器的跨导gm定义为工作点处，双端输出电流的变化量