模拟电子技术第四章

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T19
3
+ T3
T1
T2 T4 T7
_
2
IR EF R5
3#43;V O
T 16 T 17 R6 R7 T24
T5
1
T6
5
T10
T11 R4
T22
R1
R2 Rp
R3
-V E E
输入级
偏置电路 中间级
输出级
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分析：
1. 偏置电路：
T12、R5和T11构成了主偏置电路，产生基准电流：
IC 1
IC 2
IC 3
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二. 差动输入级 1. 有源负载差动放大电路
+ VC C i c3 i c1 uu i1 T1 T3 T4 i c4
2 ic
i c2 T2 IEE - V EE
+
u i2 u
RL
uo
_
T3、T4组成镜像电流源，作T1、T2的负载。
10 同时可使单端输出的电压增益近似为双端输出的电压增益。
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2. 输入级：
T1 、T2和 T3 、T4管组成共集一共基复合差动输入电路。 其中T1和T2管作为射极输出器，输入电阻高。 T3 和T4管是横向PNP管，发射结反向击穿电压高，可 使输入差模信号达到30V以上。 T5 、T6 、T7 和R1 、R2 、R3组成具有基极补偿作用 的镜象电流源，作为差动输入级的有源负载，可以提
5.输入失调电流温漂dIIO /DT:
在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量 与温度变化量之比值。
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6.最大差模输入电压Uidmax
运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,
差分管将出现反向击穿现象。
7.最大共模输入电压Vicmax
在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。 共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失
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3.输入偏置电流IIB ：
输入电压为零时，运放两个输入端偏置电流的平均值，
用于衡量差分放大对管输入电流的大小。
I IB 1 I B1 I B 2 2
4.输入失调电流 IIO ：
在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用
于表征差分级输入电流不对称的程度。
I IO I B1 I B2
2. 共集—共基差动输入级
特点：
+ VC C IEE T1 ui1 + T3 RC + uo + VB B IB B _ T2 _ ui2 T4 RC
（1）输入阻抗
高。
（2）T3、T4为
横向PNP管，可
承受几十伏的反
向电压。
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三. 通用型集成运放F007
T8 T9 T12
B
3 2
T13
A
+VCC 7 T 14 T15 R8 T18 T21 R9 R10 T20 T23
4 6
T19 + T3 T7 T5
1
T1
T2 T4
_
IR EF R5
39k 8
C
30pF 9
+V O
T 16 T 17 R6 R7 T24
T6
5
T10
T11 R4
T22
R1
R2 Rp
R3
-V E E
12
T8
T9 T12
B
T13
A
+VCC 7 T 14 T15 R8 T18 T21 R9 R10 T20 T23
+Uom +Uom
ui
V
+ －
A
∞
+
uo
V
-1mV 0 0 +1mV
ui i u
│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。
-Uom -Uom
非线性区
-10V -10V 线性区 非线性区
Aod越大，线性区越小， 当Aod →∞时，线性区→0
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4.2 集成电路运算放大器中的电流源
一 . 电流源电路
1. 镜像电流源 基准电流：
不致烧坏。
5. 相位分析：
用“瞬时极性法”判定，3号腿为同相端；2号腿为反相端。
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4.4 集成电路运算放大器的主要参数
1.输入失调电压UIO
输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，
即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内 部电路对称性的指标。 2.输入失调电压温漂 dUIO /dT
在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变 化量与温度变化量之比值。
I REF VCC (VEE ) U BE12 U BE1 1 R5
其他偏置电流都与基准电流有关。
T10、T11 和R4 组成微电流源，通过T8 和T9 组成的镜象电流 源为差动输入级提供偏置电流。
T12和T13管构成多支路电流源。T13管是多集电极三极管， 其集电极电流和的大小比例为3:1。B路作为中间级的有源 负载。A路为输出级提供偏置。
Re2
U BE Re2
+V C C IR IC 1 T1 Re2 T2 IE2 R IC 2
微电流源的特点： （1）电流小（因为△UBE小）。 （2）电流稳定（电流负反馈）
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3. 多路电流源
IR IC 0 T0 R0 R1 T1 IE1 R2 T2 IE2 R3 T3 IE3 +V C C R
第4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
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什么是集成运算放大器？
集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成 的多级放大器。 集成电路的工艺特点：
（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现 需要对称结构的电路。 （2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦 以下。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用 直接耦合方式。如需大电容，只有外接。 （5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。
+V C C IR IC 1 T1 R 2 IB IC 2
VCC U BE VCC IR = R R
因为： U BE2 = U BE1
I E2 = I E1
T2
所以： I C2 = I C1 I REF
无论T2的负载如何变化， IC2的电流值将保持 不变。
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2. 微电流源
I C2 I E2 U BE1 U BE2
高输入级的增益。
它们同时还有单端输出转换为双端增益的功能。
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3. 中间级：
T16和T17是复合管组成的共射放大电路，T13B作这一级 的集电级有源负载。
4. 输出级：
T14 和T20管组成互补对称输出级，T18、T19 和 R8为 其提供静态偏置以克服交越失真。 T15和 R9保护T14管，使其在正向电流过大时不致烧坏。 T21、T23、T22管和 R10保护 T20管在负向电流过大时
KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB) 其典型值在80dB以上，性能好的高达180dB。
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11.－3dB带宽 f H ： 运放的差模电压放大倍数在高频段下降3dB所定义
的带宽 f H 。
12.转换速率S R (压摆率)： 反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。 转换速率SR的表达式为
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4.1.2 集成电路运算放大器
一. 集成运放的总体结构
u u+ u u差动输入级 电压放大级 输出级
uo u
偏置电路
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二. 简单的集成运放
原理电路：
+ V + CC
Rc 1
反 相输 入端
Rc 2
Rc3 T3
T4
+
uo
u- + u ++
同 相输 入端
T1 T2 Is
T5
- VEE +
输 入级 中 间级 输 出级
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集成运算放大器符号
国内符号：
V 同相输入端 u + V 反相输入端 u-
+ －
A
∞
+
V
u o 输出端
国际符号：
集成运放的特点：
•电压增益高
u－ u+
－ ＋
uo
•输入电阻大
•输出电阻小
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集成运放的两种工作状态
运放的电压传输特性：
设：电源电压±VCC=±10V。 运放的Aod=104
uoo u
+10V +10V
去共模抑制能力。
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8.开环差模电压放大倍数 Aod ：
无反馈时的差模电压增益。 一般Aod在100～120dB左右，高增益运放可达140dB以上。
Uo Aod U U
9.差模输入电阻rid ：
双极型管输入级约为105～106欧姆，场效应管输入级可 达109欧姆以上。
10.共模抑制比 KCMR ：
duo SR dt
max
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习题练习
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