非线性区：
0
uP- uN
U om
集成运放的电压传输特性
Uom, uP uN
u0
Uom, uP uN
练习 已知一个集成运放的开环差模增益Aod为100dB，最大输出电压峰-峰
值Uopp＝±14V，分别计算差模输入电压uI（即uP－uN）为10μV、100μV、 1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时的输出电压uO。
ln
I E1 IS0
UT
ln
IE0 I E1
I E1Re1
I E0 Re0
UT
ln
IE0 I E1
比例电流源
当 >>2时， IC0≈IE0≈IR ， IC1 ≈ IE1
所以
IC1
Re0 Re1
IR
UT Re1
ln
IR IC1
在一定范围内
IC1
Re0 Re1
I
VCC RR
U BE Re0
0
特点：具有更高的温度稳定性。
u0 1103 105 100V Uopp
运放工作在非线性区
u0 14V
同理
uI 1V 时，u0 14V
4—2 集成运放中的电流源电路
电流源是一个输出电流恒定的电源电路， 与电压源相对应。在模拟集成电路中广泛使用 各种电流源，为各种放大电路提供稳定的偏置 电流，或作有源负载。
电流源在电路中的作用
第四章 集成运算放大电路
4—1 集成运算放大电路概述 4—2 集成运放中的电流源电路 4—3 集成运放电路简介 4—4 集成运放的性能指标及低频等效电路 4—5 集成运放的种类及选择 4—6 集成运放的使用
本章要求
熟悉集成运放的组成及各部分的作用，正确理解主 要指标参数的物理意义。
了解电流源电路的工作原理。 了解一种运放电路的工作原理。
（1）提供静态偏置电流 （2）作为有源负载(取代高阻值电阻)
4—2 集成运放中的电流源电路
4.2.1 基本电流源电路
镜像电流源 比例电流源 微电流源
4.2.2 改进型电流源电路
加射极输出器的电流源 威尔逊电流源
4.2.3 多路电流源电路 4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路
有源负载共射放大电路 有源负载差分放大电路
4—1 集成运算放大电路概述
集成电路： 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上，构成的特定功能的电子电路。 体积小（密度高）、引线短、外接线少，从而提高了电子
设备的可靠性和灵活性，同时降低了成本。
分类 模拟集成电路： 集成运算放大器、集成功率放大器等。
按功能分 数字集成电路： 集成触发器、集成计数器等。
iC
三极管工作在放大
区，则其输出特性具
VCC Rc
有恒流特性。
但易受温度影响
ICQ
Q
IBQ
VCC vCE
电路如图所示
VB
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
I
＝
E
VB－VBE Re
故输出恒定电流
VCC Rb1
Rb 2
RO
三极管电流源
采用适当的辅助电路，可使其恒流特性更接近于理想情况。
4.2.1 基本电流源电路
IC
IC
1 1
2
IRBiblioteka 10Ic1 0.83I R
当>>2时，输出电流
IC1
IR
VCC
U BE R
不满足>>2时，输出电流误差大
纵向晶体管 (百倍以上)
特点： 镜像电流源具有一定的温度补偿作用：
↗ IC1↑ T(℃) ↑
↘ IC0↑ → IR↑→UR(RIR) ↑
→UB↓→IB↓
→ IC1↓
2、比例电流源
按构成器件的类型： 双极型和单极型
按外形：双列直插式、圆壳式、扁平式。
4.1.1 集成运放的电路结构特点
1. 集成运放均采用直接耦合方式。 2. 电路结构与元件参数具有对称性。 3. 用有源器件代替无源器件。 4. 采用复合结构的电路。
4.1.2 集成运放电路的组成及其各部分的作用
集成运算放大器实质是高增益的直接耦合多级放大电路。
uP 输入级
中间级
uO 输出级
uN
偏置电路
4.1.3 集成运放的电压传输特性
1. 符号
uP uN
+
- Aod
uO
集成运放的符号
uP→同相输入端， u0与uP同相。 uN→反相输入端，u0与uP反相。
Aod→开环差模放大倍数。
2. 电压传输特性
uO
U om
线性区： u0 Aod (uP uN )
IR
IC0 T0
Re0
+Vcc R IB0+IB1
IB0 IB1 IE0 IE1
IC1
T1 Re1
U BE0 I E0 Re0 U BE1 I R E1 e1
uBE
IE Ise UT 得
U BE
UT
ln
IE IS
由于T0、T1为对管，所以
U BE0 U BE1
UT
ln
IE0 IS0
UT
1、镜像电流源
T0、T1 为对管，UBE0=UBE1=UBE，IB0= IB1= IB
+Vcc
0 = 1= 所以IC0 = IC1= IC= IB 。
IR R
IC1
2IB
镜像电流源, IC1为输出电流。
IC0 T0
T1 IB0 IB1
镜像电流源
基准电流
IR
VCC UBE R
IC 2IB
IC
2
解：
Aod 100dB Aod 105
当集成运放工作在线性区时，输出电压uO＝Aod uI； 当Aod uI超过±14V时，uO不是＋14V，就是－14V。
故 uI 10V , u0 10106 105 0.1V
uI 100V , u0 100106 105 1V
uI 1mV ,
3、微电流源
+Vcc
IR
IC0 T0
R IB0+IB1
IB0 IB1 IE1
IC1
T1 Re
当 >>1时，T1管集电极电流
IC1
I E1
U BE0 U BE1 Re
uBE Re
△UBE很小，只要几千欧的Re，就可得到微安级的IC1。
UBE0 UBE1 I R E1 e
uBE
I E Ise UT
U BE0 U BE1
UT
ln
IE0 IS0
UT
ln
I E1 IS0
UT
ln
IR I C1
I C1
UT Re
ln
IR I C1
IR
VCC
U BE0 R
4.2.2 改进型电流源电路(考虑β较小的情况)
1、加射极输出器的电流源
T0、T1和T2特性完全相同，因而 0= 1= 2= ，
+Vcc
而由于UBE0=UBE1，IB1= IB0= IB
IR
R
IC0 T0
IB2
T2
IE2
IB0 IB1
IC1 T1
IC1
IC0
IR
IB2
IR
IE2
1
IR
2I B1
1
IR
2IC1
(1 )
加射极输出 器的电流源
IC1 1
IR 2
IR
(1 )
若=10，则代入上式可得IC1≈0.982IR。说明即使 很小，