6.1 6.2 6.3 6.4
集成电路运算放大器概述 集成电路中的电流源 差分式放大电路 集成电路运算放大器的主要参数
*6.5 专用型集成电路运算放大器 *6.6 放大电路中的噪声与干扰
6.1 集成运算放大器概述
集成电路:
将整个电路的各个元件做在同一个半 导体基片上。
集成电路的优点：
工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、 功耗小。
2. 直接耦合放大电路 存在的问题
a. 零 点 漂 移 ：输入短路时，
输出仍有缓慢变化的电压产生。
温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益 温漂指标： 折算到输入端的等效输入漂移电压值。 b.前后级Q点相互影响
主要原因： 温度变化引起，也称温漂（电源电压波动也是原因之一
例如 假设
漂移
10 mV+100 uV
调制解调方式。如“斩波稳零放大器”
4. 差分式放大电路中的一般概念
vid = vi1 vi2 差模信号
差模信号输出 1 vic = (vi1 vi2 ) 共模信号 +
+ vid -
差放
AVD
AVC
共模信号输出 vod = 差模电压增益 vid voc = 共模电压增益 vic
2
vi1
-
集成电路的分类：
模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路；

集成电路内部结构的特点
1. 电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差 方向一致，温度均一性好。 2. 电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20 千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件 代替或外接。 3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接。
直流等效电阻小，交流等效电阻很大，且具有良好的 恒流特性。 （电流源的恒流特性决定于电流源输出电阻的大小， 输出电阻越大，恒流效果越好）
1. 镜像电流源
恒流特性
VBE2 = VBE1 I C2 = I C1 I REF I E2 = I E1
VCC VBE VCC = R R IC2看作IREF的镜像。
对于此电路 Rc 就是镜 像电流源的交流电阻，
因此增益为
RL AV = rbe
放大管
比用电阻Rc作负载时提高了。
end
例题
定性分析电路,说明T1,T2在电路中的作用.
6.3 差分式放大电路
6.3.1 概述
直接耦合放大电路 零点漂移
差分式放大电路中的一般概念
6.3.2 基本差分式放大电路
反映差放抑制共模信号的能力
4. 二极管一般用三极管的发射结构成。
运算放大器的方框图
输入端
输入级
中间级
输出级
输出端
偏置电路
对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 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。
电路组成及工作原理 主要指标计算 抑制零点漂移原理 几种方式指标比较
6.3.3 FET差分式放大电路 6.3.4 差分式放大电路的传输特性
6.3.1 概述
1. 直接耦合放大电路
既可放大直流信号 ，也可放 大交流信号 鉴于集成工艺难以制作电感 和较大的电容，集成运算放 大器都要采用直接耦合方式
漂移 1 V+ 10 mV
AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。
若第一级漂了100 uV，
则输出漂移 10 mV 。
若第二级也漂 了100 uV，
漂了 100 uV 漂移 1 V+ 10 mV
则输出漂移 1V+10 mV 。 第一级是关键 3. 减小零漂的措施
用非线性元件进行温度补偿 采用差分式放大电路
所以IC2也很小
3. 多路电流源
IE Re IREF Re IE 1 Re 1 IE 2 Re 2
IC 1 IE1 IREF Re/ Re 1,

IC 2 IE 2 IREF Re/ Re 2
4. 电流源作有源负载
镜像电流源
共射电路的电压增益为：
( Rc // RL ) o AV = rbe Vi
+ vi2 -
+ vo -
+
+ vo2 -
vo1
-
差分式放大电路输入输出结构示意图
总输出电压 vo
= vod voc AVD vid AVC vic
vid vi1 = vic 2
根据上面两式有
K CMR
AVD KCMR (dB) = 20lg AVC
AVD = 共模抑制比 AVC
vid vi2 = vic 2
由图可知，
I REF IC 1 2 I B
IC 2 2 IC 2 2 IC 2 (1 )
越大，集电极电流 I C 2 与基准电流的偏差越小。 例， =100时，两者的偏差为2%
1. 镜像电流源
交流电阻 （可由小信号等效 电路计算） V Ro = T IT 由于 T2 的集电 极电 流基本不变。所以交流量 0 I
通用型集成电路运算放大器
简化电路
end
运放的特点：
ri 大: 几十k 几百 k KCMRR 很大
理想运放： ri
KCMMRR
ro 小：几十 几百 A o 很大: 104 107
运放符号： u－ u+
ro 0 Ao
－＋
＋
Ao

uo
u－ u+
－
＋
uo
国际符号
国内符号
6.2 集成电路中的恒流源
镜像电流源
微电流源
多路电流源 电流源作有源负载
电流源电路不仅可用作各种放大电路的恒流偏置
(为放大电路提供稳定的偏置电流)， 而且可用它取代电阻作为放大器的负载，是集成 运放中应用最广泛的单元电路之一。
电流源的要求：有足够大的动态内阻；对温度的敏感 度极低；能对抗电源电压或其他外因的变化。归纳起 来就是电流源电路应具有不受外界因素影响的恒流特 性。 电流源种类很多，但有一个共同的特点即
T
V Ro = T IT
一般Ro在几百千欧以上
1. 镜像电流源
精度更高的镜像电流源
由于增加了 T3，
减小 IB 对 IREF 的分流 ，
提 高 了 IC2 与 IREF 互 成
镜像的精度。
2. 微电流源
I C2 I E2
VBE1 VBE2 Re2 VBE Re2
由于 VBE 很小，