集成电路原理及应用-全套PPT课件.pptx

02 十月 2023集成电路原理及应用 1第1章 集成运放的基础知识1.1 集成运放的基本组成电路1.2 集成运放的基本构成和表示符号1.3 集成运放的主要参数和分类1.4 集成运放的等效模型1.5 实际运放与理想运放的误差1.6 运放电路的稳定性及其判断1.7 集成运放的相位补偿技术 02 十月 2023集成电路原理及应用 2运放电路是各种电子电路中最基本的组成部分。 引言集成运算放大器IC Operational Amplifer（缩写为OP-Amp）简称为集成运放，它是二十世纪六十年代发展起来的一种高增益直接耦合放大器。 集成运放与其它集成电路一样，经历了小、中、大和超大规模集成电路的发展阶段。 集成运放是目前模拟集成电路中发展最快、品种最多、应用最广泛一种模拟集成电子器件。 集成运放配上不同的外围器件，可构成功能和特性完全不同各种的集成运放电路，简称运放电路。 02 十月 2023集成电路原理及应用 31.1 集成运放的基本组成电路1.1.1 差动输入电路1.1.2 恒流源电路1.1.3 有源负载电路1.1.4 双端变单端电路1.1.5 直流电平位移电路1.1.6 互补推挽输出电路 02 十月 2023集成电路原理及应用 41.1.1 差动输入电路1. 差动放大电路的基本特性图1-1-1 差动放大电路 的基本形式图1-1-2 差模输入交 流等效电路 02 十月 2023集成电路原理及应用 5(1)输入差模信号时（即ui1 = - ui2）电压增益为 若是单端输出时，该电路的电压增益将减半：电压增益为 RL是放大器的负载电阻。 02 十月 2023集成电路原理及应用 6单管共射放大器的源电压增益为?差模输入时，放大器两输入端之间的差模入电阻Rd是单管放大器的两倍，即图1-1-3 单管共射放大器的低频小信号等效电路us1Rs1+-+-ui1RbrbeibbibRcRL+-uo1bceRd =2(Rd//rbe) ≈2rbe当?很大时当工作电流很小时 02 十月 2023集成电路原理及应用 7由三极管射极电流与e－b结电压的关系式 晶体管的跨导为同理可得双极型差动放大器的等效跨导表示式为 式中Ic为每单边三极管的集电极电流 02 十月 2023集成电路原理及应用 8差动放大器在差动输入时，其跨导与单管时相同 由此，可得到差动放大器电压增益的近似式为在室温情况下，可进一步近似为 上式中，Io1为差动放大器的恒流源电流。 显然，放大器电压增益是与其工作电流成正比。 02 十月 2023集成电路原理及应用 9(2)共模输入信号时图1-1-4 共模输入的差动放大器当差动输出时，共模抑制比（即差动放大器差模增益与共模增益之比）表示式为 02 十月 2023集成电路原理及应用 102.差动放大器的输入失调及其漂移 多数集成运放的输入级都采用差动放大器形式。输入级的失调是整个运放输入失调的主要来源，因此，减小差动放大器的输入失调是很重要的。(1)差动放大器的输入失调电压及其漂移 在实际的差动放大器中，当差动输出电压为零时，输入端所加的直流补偿电压的大小称为差动放大器的输入失调电压。 02 十月 2023集成电路原理及应用 11图1-1-5 分析差动放大器 失调电压的示意图 引起差动放大器输出电压不平衡的因素有三个 : 对差动放大器，当差动输出电压为零时，应有①VT1、VT2的UBE相同时，它们的射极电流不相等。是由于VT1、VT2的反向饱和电流Is1、Is2不匹配的结果。②VT1、VT2的集电极电阻Rc1、Rc2的不匹配。③VT1、VT2的电流增益β1、 β2的 不匹配。 02 十月 2023集成电路原理及应用 12计算可得，差动放大器的输入失调电压Uos为：上式的三项分别对应于上述三项因素，一般情况下，时 VT1、VT2的UBE之差 很小，可忽略。称为差分对管本身的输入失调电压表示： 忽略电阻温度系数差值时，Uos的温漂主要决定于 的温漂。 式中第一项可用相等射极电流 02 十月 2023集成电路原理及应用 13差动放大器的输入失调电压的温度系数为 对应1mV的Uos，室温时它的温度系数约3.3mV/℃。(2)差动放大器的输入失调电流及其漂移差动放大器的输出直流电压等于零时，两输入端所加偏置电流的差值即为其输入失调电流Ios。 引起Ios的原因是：为使这些偏差等于零，差分对管的基极注入电流将发生偏差。①晶体管的?不对称，使基极注入电流产生偏差；②集电极负载电阻不对称，引起输出电压偏差。 02 十月 2023集成电路原理及应用 14Ios的表示