第4章 多级放大器和集成放大器精选.ppt

作业： 4、6、10、12、15、18、20 * * * 在ui=0时T1、T2有一个微导通的工作点。ui=0 时uo=0；ui≠0时uo =ui。 消除交越失真方法一 图4-41（a）消除交越失真方法之一 即在图4-39的基础上增加R1、D1、R2、D2四个元件，构成直流偏置电路。 图4-39 互补对称输出级 * 当R1~R4电阻值取值合适时，可使IR3≈IR4IB3。此时： (b) 消除交越失真方法之二 通过改变R3或R4的值得到不同的UCE3，给T1、T2管提供合适的偏置电压。此电路又称为UBE倍增电路。 * 图4-42 复合管输出电路 如图4-42所示电路中，T2和T3及T4和T5采用复合管，要使功放管导通，需UCE1 =3UBE，故而选择R3/R4=2。 电路中的三极管均为同一工艺制成，其温度变化亦相同，当各三极管UBE发生变化时，T1提供3倍的UBE发生变化，因而也起到了温度补偿作用。 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。与分立元件电路不同，集成运放采用恒流源电路为各级电路提高合适的静态工作电流和有源负载。 * 4.4.2 电流源电路 1.镜像电流源 两管在同一硅片上，参数相同； T1管Ucb=0，处于临界饱和即微导通状态。 基准电流： 镜像电流源结构简单，输出电流受环境温度变化影响小，温度稳定性高，但受电源电压VCC影响较大。同时，从减小集成运放的功耗来讲，希望IC2尽可能小，在电源VCC一定条件下，只有通过增大电阻R实现，但在集成电路内部制作大电阻是不现实的。例如要求IC2=10uA，VCC=15V，则R≈1.5MΩ，超出了集成工艺范围。 图4-43 镜像电流源 * 2.微电流源 图4-44 微电流源 在T2管发射极接入电阻Re ，UBE2UBE1 由于UBE1-UBE2差值比较小，Re的阻值不用太大就可以获得微小的工作电流IC2。故称为微电流源。此外Re具有电流负反馈作用，可以提高T2的输出阻抗，其恒流作用更好。 * 根据二极管的电流方程可知： 上式为超越方程，求解可用图解法或试探法。在实际中，一般都是先确定IREF，然后再根据IC2来求Re。 例如，设VCC=15V，IREF要求为1mA，IC2要求为20uA，由式4-49求得R=14.3kΩ，将UT=26mV，IREF=1mA，IC2=20uA代入式4-48中即可求出Re≈5kΩ。 * 图4-45 MOS管电流源 3.MOS管电流源 T1、T2在同一硅片上，二者UGS(th)相同。 由于R的作用，使UGS1=UGS2UGS(th)， T1、T2管处于导通状态。 调R的大小可改变ID1的值，使ID2= ID1为要求的恒流源。 上述恒流源电路是以NPN管及N沟道MOS管为例，同样适合PNP管和P沟道MOS管。 * 4.多路电流源 图 4-46 多反射镜像三极管电流源 图4-47 多反射镜像MOS管电流源 图4-48 多集电极横向PNP管的多路电流源 其中，k1、k2为集电区面积之比值。 * 【例4-5】 如图4-49（a）所示为有源负载共射放大电路，进行电路分析。 解：在图4-49（a）中，由T1构成基本的共射放大器，其负载是由PNP管T2、T3组成的镜像电流源。 图4-49（a） 有源负载共射放大电路 直流分析： * 开载（RL=∞）时： 有载（RL≠∞）时： 可见，只要后级输入阻抗高，即RL较大，则放大倍数Au可以很大。 交流分析： (b) 交流等效电路 * 4.4.3 集成运放电路介绍 1.概念型集成运算放大器 图4-50 一种集成运算放大器内部结构简化模型 * 2.典型运放介绍 1）LM324电路分析 图4-51 LM324电路原理图 共集－共射差放电路 共集－共射放大电路 射极输出电路 * 图4-52 LM324简化电路原理图 共集－共射差放电路 共集－共射放大电路 射极输出电路 * 2）MC14573电路介绍 图4-53 MC14573电路图 与双极型晶体管组成的集成运放相比，CMOS集成运放具有输入阻抗高、集成度高、电源适用范围宽等特点。 * 4.4.4 集成运放的外部特性描述 1.基本特性描述 1）电路符号 a）国家标准符号 (b)国际通用符号 图4-54 集成运放的电路符号 * 2）集成运放的电压传输特性 运算放大器的开环增益Ad都很高，其线性区域很小。 例如， μA74