《模拟电子第5章 第四节 集成运放典型电路 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子第5章 第四节 集成运放典型电路 (2)（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1 第三节 集成运放的基本组成部分 第三节第三节 集成运放的基本组成部分集成运放的基本组成部分 偏置电路偏置电路 差分放大输入级差分放大输入级 中间级中间级 输出级输出级 下页下页总目录总目录 2 2 第三节 集成运放的基本组成部分 向各放大级向各放大级 提供合适的提供合适的 偏置电流偏置电流 克服零克服零 点漂移点漂移 提供负载所提供负载所 需功率及效需功率及效 率率 提供电压提供电压 放大倍数放大倍数 集成运放的基本组成部分 输入级输入级中间级中间级输出级输出级 偏置电路偏置电路 集成运放的基本组成 下页下页上页上页首页首页 3 3 第三节 集成运放的基本组成部分 I I B2 B2
2、I I B1 B1 VTVT 1 1 VTVT 2 2 U U BE2 BE2 U U BE1 BE1 + + - - - - + + R R + +V V CCCC 一、偏置电路 1. 1. 镜像电流源镜像电流源 V V CC CC - - U U BE1BE1 R R I I C2 C2 I IREF REF = = V V CC CC - - U U BE1BE1 R R I I REFREF I I C1 C1 2 2I IB B I I C2C2 I I REFREF - 2 - 2I I B B 当当 2 2 时时 下页下页上页上页首页首页 4 4 第三节 集成运放的基本组成部分
3、I I B2 B2 I I B1 B1 2 2I IB B VTVT 1 1 VTVT 2 2 R R R R1 1 R R2 2 + +V V CCCC U U BE1 BE1 U U BE2BE2 2. 2. 比例电流源比例电流源 U U BE1 BE1 + + I IE1 E1 R R1 1 = = U UBE2 BE2 + + I IE2 E2 R R2 2 I I E1E1 R R1 1 I IE2 E2 R R2 2 I I C2C2 R R1 1 R R2 2 I I C1C1 R R1 1 R R2 2 I I REFREF I I REF REF I I C2 C2 I I
4、c1 c1 U U BE2 BE2 U U BE1 BE1 + + - - - - + + I I E1 E1 I I E2 E2 下页下页上页上页首页首页 5 5 第三节 集成运放的基本组成部分 I I REF REF I I B2 B2 I I B1 B1 I I c1 c1 2 2I IB B VTVT 1 1 VTVT 2 2 R R R R e e + +V V CCCC 3. 3. 微电流源微电流源 U U BE1BE1 U UBE2BE2 = = I IE2E2 R R e e I I C2 C2 U U BE2 BE2 U U BE1 BE1 + + - - - - + + I
5、 I C2C2 R R e e U U BEBE U UT T l l n n I I C C I I S S U U BE1BE1 U UBE2BE2 U U T T ( ( l l n n I I C1C1 I I S1S1 I I C2C2 I I S2S2 l l n n ) ) I IC2 C2 R R e e U UT T l l n n I I C1C1 I I C2C2 I I C2 C2 R R e e I I E2 E2 下页下页上页上页首页首页 6 6 第三节 集成运放的基本组成部分 例例5.3.1 5.3.1 图示为集成运放图示为集成运放LM741LM741偏置电路的一
6、部分，偏置电路的一部分， 假设假设V VCC CC = =V VEEEE =15V =15V ，所有三极管的，所有三极管的U UBE BE =0.7V =0.7V ，其中，其中 NPNNPN三极管的三极管的 22，横向，横向PNPPNP三极管的三极管的 = 2= 2 ，电阻，电阻R R 5 5 =39k=39k 。 下页下页上页上页 I I C13 C13 VTVT11 11 VTVT10 10 R R4 4 + +V V CCCC VTVT13 13 VTVT12 12 R R5 5 - -V V EEEE I I C10 C10 I I REF REF 估算基准电流估算基准电流I IREF
7、 REF ； ； 分析电路中各三极管组成何分析电路中各三极管组成何 种电流源；种电流源； 估算估算VTVT13 13的集电极电流 的集电极电流I IC13 C13 ； ； 若要求若要求I IC10 C10 =28 =28 A A，试估算电，试估算电 阻阻R R 4 4 的阻值。的阻值。 首页首页 7 7 第三节 集成运放的基本组成部分 下页下页上页上页 + +V V CCCC I I c13 c13 VTVT11 11 VTVT10 10 R R4 4 VTVT13 13 VTVT12 12 R R5 5 - -V V EEEE I I c10 c10 I I REF REF 解：解： 由图可
8、得由图可得 VTVT12 12与 与VTVT13 13组成镜像电流源， 组成镜像电流源， VTVT10 10 、 、 VTVT11 11与 与R R 4 4 组成微电流源。组成微电流源。 首页首页 8 8 第三节 集成运放的基本组成部分 下页下页上页上页 I I C13 C13 VTVT11 11 VTVT10 10 R R4 4 + +V V CCCC VTVT13 13 VTVT12 12 R R5 5 - -V V EEEE I I C10 C10 I I REF REF 不能简单认为不能简单认为I Ic13 c13 I IREF REF 。 。 可认为可认为 I IC11 C11 I
9、IREF REF 。 。 首页首页 I I C11C11 9 9 第三节 集成运放的基本组成部分 二、差分放大输入级 + + - - u u OO + + - - + + - - + + - - u u idid u u idid u u idid 1 1 2 2 1 1 2 2 +V+VCC CC R R2 2 R R1 1 R R b1b1 R R b2b2 R R c1c1 R R c2c2 VTVT 1 1 VTVT 2 2 1. 1. 基本形式差分放大电路基本形式差分放大电路 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对 应电阻元件的参数值都相等。 两个输入、 两个输出 两管静态工
10、作点相同 （1 1）电路组成）电路组成 下页下页上页上页首页首页 1010 第三节 集成运放的基本组成部分 温度变化时，温度变化时， u u C1 C1 和 和u uC2 C2 变化一 变化一 致，致， u uO O 保持不 保持不 变。变。 uO= uC1 uC2 = 0 uo= (uC1 + uC1 ) (uC2 + uC2 ) = 0 静态时，ui1 = ui2 = 0 当温度升高时ICUC （两管变化量相等） 对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有 抑制作用。抑制作用。 下页下页上页上页首页首页 + + - - u u OO + + - -
11、 + + - - + + - - u u idid u u idid u u idid 1 1 2 2 1 1 2 2 +V+VCC CC R R2 2 R R1 1 R R b1b1 R R b2b2 R R c1c1 R R c2c2 VTVT 1 1 VTVT 2 2 1111 第三节 集成运放的基本组成部分 （2 2）差模输入电压和共模输入电压）差模输入电压和共模输入电压 差模输入电压差模输入电压 u uId Id 两个输入电压大小相等、极性相反。 下页下页上页上页 差模输入差模输入 电压电压 首页首页 + + - - u u OO + + - - + + - - + + - - u
12、u idid u u idid u u idid 1 1 2 2 1 1 2 2 +V+VCC CC R R2 2 R R1 1 R R b1b1 R R b2b2 R R c1c1 R R c2c2 VTVT 1 1 VTVT 2 2 1212 第三节 集成运放的基本组成部分 下页下页上页上页 共模输入电压共模输入电压 u uIc Ic 两个输入电压大小相等、极性也相同。 + + - - u u OO + + - - u u IcIc +V+VCC CC R R R R R Rb b R Rb b R R c c R R c c VTVT 1 1 VTVT 2 2 共模输入共模输入 电压电压
13、 首页首页 1313 第三节 集成运放的基本组成部分 下页下页上页上页 实际上，在差分放大电路的两个输入端加上任意大小实际上，在差分放大电路的两个输入端加上任意大小 、任意极性的输入电压、任意极性的输入电压u uI1 I1和 和u uI2 I2 ，都可以将它们认为是 ，都可以将它们认为是 某个差模输入电压和某个共模输入电压的组合。某个差模输入电压和某个共模输入电压的组合。 其中差模输入电压其中差模输入电压u uId Id和共模输入电压 和共模输入电压u uIc Ic的值分别为 的值分别为: : 例5.3.2 uI1 = 5 mV, uI2 = 1 mV 则: uId = 4 mV uIc =
14、3 mV 首页首页 1414 第三节 集成运放的基本组成部分 差模电压放大倍数差模电压放大倍数 A A d d u u OO = = u uC1C1 u uC2C2 = 2= 2 u uC1 C1 1 1 2 2 = = 2 2 A A u1u1 u u IdId u u C1C1 = - = - u uC2 C2 = = 1 1 2 2 A Au u1 1 u u IdId 牺牲一个放大管的放大倍数换取对零点漂移的抑制， 但不理想，因电路不可能完全对称， 单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。 下页下页上页上页 （3 3）差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比）差模电压放大倍数、共模电
15、压放大倍数和共模抑制比 u u OO u u IdId = = A Au u1 1 A A d d = = 首页首页 1515 第三节 集成运放的基本组成部分 共模放大倍数共模放大倍数 A A c c = = u u o o u uic ic 共模抑制比共模抑制比 下页下页上页上页 差模放大倍数差模放大倍数 共模放大倍数共模放大倍数 K KCMR CMR越大，说明差放分辨 越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。 共模抑制比共模抑制比 首页首页 1616 第三节 集成运放的基本组成部分 + + - - u u OO +
16、+ - - + + - - + + - - u u idid u u idid u u idid 1 1 2 2 1 1 2 2 +V+VCC CC R R R R R R c c R R c c VTVT 1 1 VTVT 2 2 -V-VEE EE R R e e 2. 2. 长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路 引入共模负反馈引入共模负反馈 降低单管零点漂移降低单管零点漂移 提高了共模抑制比提高了共模抑制比 补偿补偿R Re e 上的直流压降，提 上的直流压降，提 供静态基极电流供静态基极电流 下页下页上页上页 (1) (1) 电路组成电路组成 首页首页 1717 第三节 集成运放的基本组成部分 + + - - u u OO + +
