低频电子线路 教学课件 ppt 作者 刘树林 程红丽 5-3集成运算放大器

1,5 .3.1 集成电路及其分类,2,5 .3.2 集成运放电路外形和工艺特点,(a)为双列直插式；(b)、(c)为扁平式。,2.集成运放的工艺特点,1.集成运放的外形,（1）电路结构与元件参数具有对称性。,（2）采用复合结构的电路。,（3）用有源器件代替无源器件。,3,5 .3.3 集成运算放大器的符号,图5-20 集成运放的符号 (a)方框形 (b)三角形,反相输入端,（4）级间采用直接耦合方式。,（5）直接耦合放大电路中，经常遇到既有NPN又有PNP管的情况，但在单片集成电路中，一般情况下PNP管只能做成横向的，此时它的值比较小(10)，而不能像分立器件那样，使NPN和PNP管的特性匹配得比较接近。在分析时，横向PNP管的1和值差别比较大。,4,5 .3.4 集成运算放大器的基本组成,实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。,图5-21 集成运放的基本组成部分,5,集成运放的输入级又称前置级。是一个由双极性三极管或场效应三极管组成的双端输入的差分放大电路。输入级的性能好坏直接影响集成运放的很多性能参数，如输入电阻、共模抑制比、零点漂移等。,中间级的主要作用是提供足够大的电压放大倍数，因此也称电压放大级，是整个电路的主要放大电路。中间级具有较高的电压增益，还应具有较高的输入电阻。中间级多采用共发射极（或共源极）放大电路。,2. 中间级,1. 输入级,6,主要作用是提供足够大的输出功率，以满足负载的需要。同时还应具有较小的输出电阻，以增强带负载的能力、以及非线性失真小等特点。输出级多采用互补对称输出电路。,偏置电路用于向集成运放的各级放大电路提供合适的偏置电流，确定各级静态作点。集成运放通常采用电流源电路为各级放大电路提供合适的集电极（或发射极、漏极）静态电流，从而确定静态工作点。同时将电流源电路作为放大电路的有源负载。,4. 偏置电路,3. 输出级,7,5.3. 5 集成运放电路中的电流源电路,集成运放的偏置电路，多采用晶体管和场效应构成的电流源电路来提供各级的静态工作电流，或者作为有源负载，取代高阻值的电阻。从而大大提高电路的放大倍数。,8,1.镜像电流源 (Current Mirror),基准电流：,由于 UBE1 = UBE2，VT1与 VT2 参数基本相同，则,IB1 = IB2 = IB；IC1 = IC2 = IC,当满足 2 时，则,9,2.微电流源,在镜像电流源的基础上接入电阻 Re。,引入Re使 UBE2 UBE1，且 IC2 IC1 ，即在 Re 值不大的情况下，得到一个比较小的输出电流 IC2 。,10,基本关系如下：,因二极管方程,若 IC1和 IC2 已知，可求出 Re。,则,所以,11,3. 电流源作有源负载,由于电流源具有直流电阻小而交流电阻大的特点，在模拟集成电路中，经常把它作为负载使用，称为有源负载。图5-25中的电流源作为集电极负载，图中T1是放大管，T2和T3组成的镜像电流源作为T1的集电极有源负载。电流源的交流电阻很大，在共射电路中，可使每级的电压增益达103甚至更高。电流源也常用作射极负载。,图5-25电流源用作有源负载,12,