模电集成运算放大电路
0.73 IC10
IC10 28A
T12与T13构成镜像电流源:
I 20C201/35/1
I C12
2
IR
5 0.73 mA
5模电课2件
0.52 mA
集成运放和分立元件放大电路在电路结构上有何不同考虑 ? 【解答过程】: 1.组成放大电路的器件或原材料。 图1是典型分立(或离散)元器件构成的放大电路原理图
二、集成运放的电路组成
3、输出级:双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式, 其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范 围。两只输出管轮流导通。为消除交越失真,通常会给输出 管提供适当的偏置电流。 4、偏置电路:运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置 电路设计有很大不同,主要由各种形式的恒流源电路实现, 熟悉202各0/5/1种形式的恒流源电路是模电阅课读件 运放电路的基础。
所以线性区很窄。
2020/5/1
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§4.2集成运放中的电流源电路
集成运放中的电流源由晶体管或场效应管组成,其作用: 1、为各级放大器提供合适的静态工作点; 2、代替大电阻,以提高放大电路的放大能力。
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一、基本电流源电路
1、镜像电流源
晶体管T0是基准管,它的U BEQ 0.7V , UCEQ U BEQ 0.7V ,
基准
Re
UT IE1
ln I E0 IE1
UT IC1
ln
IR IC1
(4)
输出
例,当电源电压等于+15V,
,
若要产生IC1 10A 的恒流源,试确定电阻R1的值。
将参数代入式(4)可得 Re 11.97K
若不采用微电源源电路,采用基本恒流源电路,虽然只需要一个 电阻R,但此时电阻阻值要求为:
此阻值202远0/5/大1 于微电源电路中电阻模R电课与件Re之和,意味着需要占用 更多的芯片面积。
图1 构成这202类0/5/放1 大电路的主要元器件模有电课三件 极管(场效应管)、电阻、 电解电容(耦合或旁路用)等。
图2是uA741运算放大电路的原理图,其中的电阻、电容和晶体管 全部由单晶硅材料制作。
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图2
2.静态偏置电路设计 分立元件放大电路中的电阻常用材料是金属膜,成本远低于三
比的多个恒流源 IO1 , IO2 , IO3 。
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(2)加射极输出器的电流源
增加 T2 管可以进一步减少恒流输 出 与基准电流 之间的差值。
T0, T1和T2特性完全相同。由于UBE0 = UBE1,所以IB0 =IB1=IB 。
IC1
IC0
IR
IB2
IR
IE2
1
IR
2I B1
例题:求图示电路各管的集电极电流。它们的β均为5,
它们b-e间的电压值约为0.7V。
解:先求基准电流,R5上的电流为 基准电流。
IR
2VCC
U BE12 R5
U BE11
30 0.7 0.7 0.73mA 39
T10与T11构成微电流源:
IC10
UT R4
ln
IR IC10
26 ln 3
二、集成运放的电路组成
1、输入级:运算放大器的输入级通常是差分放大电路,其主 要功能是抑制共模干扰和温漂,双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管,以便拓展通频带。 2、中间级:电压放大,要求:放大倍数要尽可能大,通常采 用共202射0/5/1或共源电路,并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
IR
当T1,T2,T3均工作在放大状态时,
各电流之间关系为:
IC
IE3
IC
IR怎么算?
2 2
Io更加稳定
2020/5/1整理后可得 Io 模电2课件 2 2 I R
三、微电流源
晶体管T0是基准管,它的U BEQ 0.7V , UCEQ U BEQ 0.7V ,
工作在放大状态。
IC0
1
IR
(1
2IC1
)
IC1
1
(1
IR 2
)
当=2时 , 基 本 镜 像 恒 流 值I O
IR 2
IR怎202么0/5/1算?
增 加 模电T课2件管 后 ,IO
3 4
I
,
R
更
接
近I
。
R
二.威尔逊恒流源电路,试计算恒流输出值。
T1管是基准管U BE1 U BEQ 0.7V ,
UCEQ1 U BE 3 U BE1 1.4V工作在放大状态
IO和IR呈镜像关系,此电路称为镜像电流源。
恒流输出管T1 的交流通路如图(b)所示,将晶体管用微变等效
模型替代后的电路模型如图(c),显然,恒流源的内阻
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2 、基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种,如图所示。 (1)多路电流源电路
以基准管的集电极面积为基准, 可得到一组与集电极面积成正
工作在放大状态。
当T0与 T1特性参数完全一致时,由U BE0 = U BE1可推得
IB0 = IB1 = IB IC0 = IC1 = Io 由基极输入回路得,
Io
IR
VCC
U BE R
I0 2IB
I0
2
I0
所以,I0
1 1 2
IR
基准电流
输出电流
当
时,I0 IR 。
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三、集成运放的电压传输特性
集成运放符号
集成运放有两个输入端,一个输出端。当uP为正时, uo为正,称uP为“同相输入端”,当uN为正时,uo为 负,称uN为“反相输入端”。
集成运放的电压传输特性是开环时,uo与uPuN之间 关系。
即: u0 A0(d uP uN) A0d uid
式中Aod为差模开环放大倍数,一般很大,可达几十万倍。
uid 为净输入电压,即差模输入电压, uid uP uN
2020/5/1
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设A0d 105
uo的最大值Uom=10V。
则uId 104V 0.1mV
电压传输特性
则uid在 0.1m V范 围 内 , 运 放 工 作 在 线性 状 态 , 若超出0.1m V, 运放工作在正负饱和状态 (非 线 性 状 态)。
IR
VCC
பைடு நூலகம்
U BE 0 R
T0管发射极电流与发射极电压之间的关系为:
U BE 0
UT
ln
IE0 IS
(1)
T1管发射极电流与发射极电压之间的关系为:
U BE 1
UT
ln
IE1 IS
(2)
由基极回路方程得:
U 2020/5/1 BE 0 U BE 1 I E1 Re 模电(课3件)
将式(1),式(2)代入式(3),同时考虑IC0IE0 IC1IE1