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第4章集成运算放大器的结构及特性

二、模拟集成电路的分类(三种分类方法) 1、按结构工艺分:半导体集成电路、混合集成电路、 电子管集成电路 2、按集成度分:小规模集成电路、中规模集成电路、 大规模集成电路、超大规模集成电路 3、按功能分:模拟集成电路、数字集成电路
三、模拟集成电路的特点 1、同在一块硅片上制造,元件参数的一致性很好。 2、电路中电阻元件一般由硅半导体的体电阻构成, 阻值范围为几十欧~20千欧左右,另外电阻值的精度不易 控制,误差在20%~30%左右。 3、电路中电容值也不大(几十PF)。 4、集成电路存在温漂。 5、电路中的二极管多用作温度补偿或电位移动。
4.偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而 变化的偏置电流,以稳定工作点。
五、运算放大器的符号和型号
运算放大器的符号中有三个引线端,两个 输入端,一个输出端。一个称为同相输入端, 即该端输入信号变化的极性与输出端相同,用 符号‘+’或‘IN+’表示;另一个称为反相输入 端,即该端输入信号变化的极性与输出端相异, 用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在 输入端的另一侧,在符号边框内标有‘+’号。 实际的运算放大器通常必须有正、负电源端, 有的品种还有补偿端和调零端。
精度提高了b 倍。电路如图04.04所示。
由于有T3存在, IB3和将比镜象电流源 的2IB小β 3倍。因此 IC2和IREF更加接近。
图04.04 精密电流源
三、微电流源
微电流源电路如图04.05所示,通过接入Re电阻得到 一个比基准电流小许多倍的微电流源,适用微功耗的集 成电路中。由图可得:
VBE1 = VBE2 I E2 Re2 IE2 Re2 = VBE1 VBE2 = DVBE Io = IC2 IE2 = DVBE / Re2
运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高 增益放大器,它是模拟集成电路最重要的品种,广泛应用 于各种电子电路之中。集成电路中第一级常采用差动电路。 (为克服或减小温漂)
四、模拟集成运放的组成及各部分的作用
集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电 路,它的方框图如图08.01所示。
图 08.01 运算放大器方框图
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图08.02所示。
(a)
(b)
图08.02 模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
(2)集成运算放大器的型号命名
数字序号
(与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。)
其它例如:集成功率放大器的型号命名 CD----
集成稳压器的型号命名 CW----
IR = IC1 2 IB
= IC2 2 IB
2
=
I C 2 (1
) b

I R = V CC
V BE R
, 当b 2 时 ,
IC2 = IR , IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
图04.03 镜象电流源
二、 精密镜象电流源(带缓冲) 精密镜象电流源和普通镜象电流源相比,其
六、集成运放的电压传输特性
集成运算放大器的电压传输特性如下图 (b)所示,它具有如下特点:
由集成运算放大电路的特性曲线可知: (1)输入信号只有在很小的范围内(±Uid),输出 与输入有线性关系; (2)当输入信号幅值过大时,输出会产生失真, Uod趋于饱和值(±Uom)。
4.2 电 流 源
电流源是一个输出电流恒定的电源电路,与 电压源相对应,它是电子线路中广泛大量使用的 单元电路。
ln IR = Io Re2 Io VT
因DVBE 小,Io<< IR。同时 Io 的稳定性也比 IR 好。
四、比例电流源
在镜象电流源电路的基础上,增加两个发射极电阻,使
图04.05 微电流源
Io 与 IR 的关系如下
IR

I E1

I eVBE1/VT S1
Io
=
I C2

I E2

I eVBE2/VT S2
DVBE
= VBE1
VBE2
= VT (ln
IR I S1
ln
Io I S2
)
一般有 IS1= IS2,所以
Io
=
DVBE Re2
=
VT Re2
ln I R Io
第4章 集成运算放大器
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 电流源电路 4.3 集成运算放大电路简介 4.4 集成运算放大器性能指标低频等效电路及种类
4.1 集成运算放大电路概述
一、集成电路(IC)概述 在半导体制造工艺的基础上,把整个电路中的元器件 制作在一块硅片上,构成特定功能的电子电路,称为集成 电路。它体积小、性能很好,能完成一定的功能。
阻越大稳流特性越好。三
(a)
(b)
图04.01 三极管电流源
极管电流源.2.3 集成电它路的电特点流是源工作三极管的集电极电流
一、镜象电流源
是电流源电路的镜象(电流相等)。
三极管T1 、T2 匹配,
b =b =b
1
2
VBE1 = VBE2 = VBE ,则
4.2.1 电流源概述
(1) 电流源电路是一个电流负反馈电路,并利用PN结的温 度特性,对电流源电路进行温度补偿,以减小温度对电 流的影响。
(2) 电流源电路用于模拟集成放大器中以稳定静态工作点, 这对直接耦合放大器是十分重要。
(3) 用电流源做有源负载,可获得增益高、动态范围大的特 性。
(4) 用电流源给电容充电,以获得线性电压输出。 (5) 电流源还可单独制成稳流电源使用。 (6) 在模拟集成电路中,常用的电流源电路有:
1.输入级要使用高性能的差分放大电路,它 必须对共模信号有很强的抑制力,而且采用双端 输入双端输出的形式。
2.中间放大级要提供高的电压增益,以保证 运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电 路和带有源负载的高增益放大器。
3.互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极 管或复合管组成,以获得正负两个极性的输出电 压或电流。具体电路参阅功率放大器。
镜象电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源等。
4.2.2 三极管基本电流源
用普通的三极管接成电流负反馈电路,即可构成一个
基本的电流源电路。分压偏置基本放大电路就具有这一功
能,其电路如图04.01所示。
分压偏置电路对工
作点具有稳定作用,也就
是对IO有稳定作用,具有
稳流特性。电压源的内阻
小,电流源的内阻大,内
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