第7章集成运算放大器 71概述 72差动式放大电路 73电流源电路 74集成运算放大器
7.1 概 述 7.2 差动式放大电路 7.3 电流源电路 7.4 集成运算放大器 第7章集成运算放大器
71概述 711集成电路简介 集成电路( Integrated circuits缩写为IC 是应用半导体制造工艺把晶体管、场效应管、 电阻、小容量电容等许多元器件以及它们之 间的连线都做在同一硅片上,然后封装在管 壳里。这样制成的具有特定功能的电子电路 称为集成电路。 特点:体积小、重量轻、性能好、功耗 低、可靠性高
集成电路( Integrated circuit缩写为IC ) 是应用半导体制造工艺把晶体管、场效应管、 电阻、小容量电容等许多元器件以及它们之 间的连线都做在同一硅片上，然后封装在管 壳里。这样制成的具有特定功能的电子电路 称为集成电路。 特点：体积小、重量轻、性能好、功耗 低、可靠性高。 7.1.1集成电路简介 7.1 概 述
712集成电路分类 集成电路按功能可分为模拟集成电路 和数字集成电路两大类。 模拟集成电路按其特点分为集成运算 放大器、集成稳压器、集成功率放大器 等
集成电路按功能可分为模拟集成电路 和数字集成电路两大类。 模拟集成电路按其特点分为集成运算 放大器、集成稳压器、集成功率放大器 等。 7.1.2 集成电路分类
71.3模拟集成电路的结构特点 由于制造工艺方面的原因,模拟集成 电路具有下面一些特点 1采用直接耦合方式。 2采用差动放大电路。 3用恒流源代替大阻值的电阻。 4采用复合管的接法以改进单管的性能。 5集成电路中的元件性能一致,特别适宜 于制作对称结构的电路
• 由于制造工艺方面的原因，模拟集成 电路具有下面一些特点： • 1 采用直接耦合方式。 • 2 采用差动放大电路。 • 3 用恒流源代替大阻值的电阻。 • 4 采用复合管的接法以改进单管的性能。 • 5 集成电路中的元件性能一致，特别适宜 于制作对称结构的电路。 7.1.3 模拟集成电路的结构特点
72差动式放大电路 集成运算放大器是一种高放大倍数的直 接耦合多级放大器。 直接耦合方式的放大电路存在着温漂问 题,在多级放大器中,第一级的温漂影 响尤其严重,因此必须采取措施有效地 抑制温漂。 输入级大多采用差动式放大电路 Differential Amplifier)
• 集成运算放大器是一种高放大倍数的直 接耦合多级放大器。 • 直接耦合方式的放大电路存在着温漂问 题，在多级放大器中，第一级的温漂影 响尤其严重，因此必须采取措施有效地 抑制温漂。 • 输 入 级 大 多 采 用 差 动 式 放 大 电 路 (Differential Amplifier) 7.2 差动式放大电路
721基本差动放大电路 1.工作原理 组成:由两个相 +c同的共射单管放 大电路组成。 bI 输入:从两个管子 sI CI C2 R 1U 基极,称为双端输入 方式。 n9>输出:从两个管子 集电极之间取出, 图71基本差动放大电路 AUo=Uc1-U2,称 为双端输出方式
7.2.1 基本差动放大电路 ΔUO T1 T2 UC1 + 图7.1 基本差动放大电路 + Rs1 +VCC ΔUI1 Rs2 Rb1 Rc1 Rc2 Rb2 UC2 ΔUI2 + + _ _ _ - ➢ 组成：由两个相 同的共射单管放 大电路组成。 ➢ 输入：从两个管子 基极，称为双端输入 方式。 ➢ 输出：从两个管子 集电极之间取出， ΔUO =UC1－UC2，称 为双端输出方式。 1. 工作原理
条件:T1和T2 +(c特性完全一致, R=R 29 bI R b1 b2 sI CI C2 R 1U RolE? 12 即两边电路是 完全对称的。 图71基本差动放大电路
• 条件：T1和T2 特性完全一致， Rs1 =Rs2， Rb1 =Rb2， Rc1 =Rc2， • 即两边电路是 完全对称的。 ΔUO T1 T2 UC1 + 图7.1 基本差动放大电路 + Rs1 +VCC ΔUI1 Rs2 Rb1 Rc1 Rc2 Rb2 UC2 ΔUI2 + + _ _ _ -
(1)静态分析 AU71=△U7=0, oc两管集电极静态 R R 值U(=U2,输出 电压AU =0。 Ato 当T℃)t< AU Uc1下降了AU, 图71基本差动放大电路 Ua2下降了AUC2 由于电路对称 △U CI AU C2
ΔUI1=ΔUI2 = 0， 两管集电极静态 值UC1 =UC2，输出 电压ΔUO=0。 (1)静态分析 当T(℃)↑ UC1 下降了 ΔUC1 ， UC2下降了ΔUC2。 由于电路对称 ， ΔUC1=ΔUC2 Ic1↑ Ic2↑ → ΔUO T1 T2 UC1 + 图7.1 基本差动放大电路 + Rs1 +VCC ΔUI1 Rs2 Rb1 Rc1 Rc2 Rb2 UC2 ΔUI2 + + _ _ _ -
(2)动态分析(共模输入) 所以AUo=(Uc +rcc A0c1qUc2-40c2) 0,即输出电压 bI 没有温漂。 sI CI C2 R 1U ·输入大小相等,极 性相同的信号,即 AU1=4U→共模 图71基本差动放大电路 信号AUIc=Un U
• 输入大小相等，极 性相同的信号，即 ΔUI1 =ΔUI2 →共模 信 号 ΔUIC =ΔUI1 =ΔUI2 。 •所以ΔUO =(UC1－ ΔUC1)－(UC2－ΔUC2) = 0，即输出电压 没有温漂。 (2)动态分析（共模输入） ΔUO T1 T2 UC1 + 图7.1 基本差动放大电路 + Rs1 +VCC ΔUI1 Rs2 Rb1 Rc1 Rc2 Rb2 UC2 ΔUI2 + + _ _ _ -
Uc和UC2的变化相 +(c同,因此输出电压 AU=0。 OC bI 共模电压放大倍 sI CI C2 R 1U 数( Common ode Gain) 12 输入共模信号时, 图71基本差动放大电路 共模输出电压 4Uo与输入电 压AU/之比
•UC1和UC2的变化相 同，因此输出电压 ΔUOC=0。 • 共模电压放大倍 数 (Commonmode Gain)：当 输入共模信号时， 共 模 输 出 电 压 ΔUOC 与输入电 压ΔUIC之比 。 ΔUO T1 T2 UC1 + 图7.1 基本差动放大电路 + Rs1 +VCC ΔUI1 Rs2 Rb1 Rc1 Rc2 Rb2 UC2 ΔUI2 + + _ _ _ -