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1、开始上课吧 ！1模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.16.1集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源6.26.2差分式放大电路差分式放大电路6.36.3集成电路运算放大器集成电路运算放大器6.46.4集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数2模拟电路讲义6模拟集成电路课件 把整个电路中的元器件制作在一块 硅基片 上，构成特定功能的电子电路。 1 1 . . 就就集成度集成度分分：小规模：小规模中规模中规模 大规模大规模 超大规模超大规模 （每块芯（每块芯 片上可有上亿个元件）片上可有上亿个元件）2 2. . 就就导电类型导电类型分分：双极型：双极型 单极型单极型
2、两者兼容两者兼容型型3 3. . 就就功能功能分分：数字集成电路：数字集成电路模拟集成电路模拟集成电路集成电路：集成电路：分类分类：3模拟电路讲义6模拟集成电路课件 由于制造工艺上的原因，模拟集成电路与分立元件电路由于制造工艺上的原因，模拟集成电路与分立元件电路相比有以下相比有以下特点特点： （1）电阻和电容的值不宜做得太大，电路结构上采用）电阻和电容的值不宜做得太大，电路结构上采用 直接耦合方式直接耦合方式 由于集成电路中，由于集成电路中，电阻电阻是利用是利用NPN管的基区体电阻构成，管的基区体电阻构成， 电阻值的范围电阻值的范围一般为几十欧一般为几十欧10千欧千欧左右，阻值范围不大，且阻左
3、右，阻值范围不大，且阻值精度不易控制，误差可达值精度不易控制，误差可达10%20%。所以，若需要高阻值电。所以，若需要高阻值电阻，可用阻，可用BJT或或FET等组成的恒流源代替，或采用外接电阻的方等组成的恒流源代替，或采用外接电阻的方法。法。 电容电容则采用则采用PN结的结电容构成，结的结电容构成，约在约在100PF以下以下，误差也，误差也较大，因此电路结构只能采用直接耦合方式。电感的制造则更较大，因此电路结构只能采用直接耦合方式。电感的制造则更加困难。加困难。集成电路的特点集成电路的特点4模拟电路讲义6模拟集成电路课件（2）为克服直接耦合电路的）为克服直接耦合电路的温度漂移温度漂移，常采用常
4、采用差分式放大电路差分式放大电路 作为输入级作为输入级（3）尽量采用）尽量采用BJT（或或FET）代替电阻代替电阻电容和二极管等元件电容和二极管等元件 在集成电路制造工艺中，制造三极管（特别是在集成电路制造工艺中，制造三极管（特别是NPN管）比制管）比制造其他元件容易，且占用面积小，性能好。因此常用造其他元件容易，且占用面积小，性能好。因此常用BJT（或或FET）构成恒流源作偏置电阻；将构成恒流源作偏置电阻；将BJT的基极和集电极短接构成二的基极和集电极短接构成二极管极管稳压管等；用复合管稳压管等；用复合管共射共射共基共基共集共集共基等组合电共基等组合电路来改善单管电路的性能。路来改善单管电路
5、的性能。5模拟电路讲义6模拟集成电路课件1. 1. 镜像电流源镜像电流源2. 2. 微电流源微电流源3. 3. 电流源用作有源负载电流源用作有源负载6模拟电路讲义6模拟集成电路课件1 1. . 镜像电流源镜像电流源设T1 T2参数完全相同。 1= 2，ICEO1 = ICEO2 ， VBE1=VBE2 ， IE1 =IE2 ， IC1=IC2 存在问题：当存在问题：当不够大时，不够大时， I IC2C2与与I IREF REF 差异较大差异较大IC2 IC1 IREF （VccVBE）/ R Vcc / RRRcT1T2Vcc2IBIREFIC1IE1IC2IC2相当于基准电流相当于基准电流I
6、REF的镜像的镜像无论无论Rc的值如何，的值如何， IC2的电流值将保持不变。的电流值将保持不变。7模拟电路讲义6模拟集成电路课件IREFIC1IC2IBT1T2RVccT3IB2IB1IC2 IREFIC2与与与与IREF互为镜像互为镜像互为镜像互为镜像改进：改进：带缓冲的镜像电流源：带缓冲的镜像电流源： 镜像电流源电路适合用于较大工作电流镜像电流源电路适合用于较大工作电流（mA级）级）的场合，的场合，若需要若需要IC2 R ，在集成电路中不易实现。故推出在集成电路中不易实现。故推出 微电流源（微电流源（微电流源（微电流源（AAAA级）级）级）级） IREF = =利用利用T3的电流放大作用
7、，的电流放大作用，减小减小IB 对对I RFE的分流作用，的分流作用，提高提高IC2 与与I RFE 互成镜像互成镜像的精度的精度R8模拟电路讲义6模拟集成电路课件2 2. . 微电流源微电流源IREFIC1IE2IC2RRe22IBT1T2VccIE2Re2 = V BE1VBE2IE2Re2+ VBE2= VBE1（KVL方程）方程）IE2 =（V BE1VBE2 ）/ Re2 = V BE / Re2 IC2 V BE的数值很小的数值很小 IC2亦很小，故称为亦很小，故称为微电流源微电流源IREF （VccVBE1）/ R Vcc / R 当电源变化时当电源变化时 IREF变化变化 V
8、BE变化很小变化很小 IC2变化很小（远变化很小（远小于小于IREF的变化）的变化） IC2较稳定较稳定9模拟电路讲义6模拟集成电路课件3. 电流源作有源负载电流源作有源负载共射电路的电压增益为：共射电路的电压增益为： 对对于于此此电电路路Rc就就是是镜镜像像电电流流源源的的交交流流电电阻阻，一一般般在在几百千欧几百千欧以上以上 因此增益为因此增益为比用电阻比用电阻Rc作负载时提高了。作负载时提高了。end放大管放大管镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源镜像电流源+VCCVT1VT2VT3RI+uIuO10模拟电路讲义6模拟集成电路课件开始上课吧 ！11模拟电路讲义6模拟集成电路
9、课件6.2 差分式放大电路差分式放大电路 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 零点漂移零点漂移 电路组成及工作原理电路组成及工作原理 抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理 6.2.0 概述概述 6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 6.2.2 FET差分式放大电路差分式放大电路 6.2.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性 差分式放大电路中的一般概念差分式放大电路中的一般概念 主要指标计算主要指标计算 几种方式指标比较几种方式指标比较12模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.2.0 概述概述1. 直接耦合放大电路直接耦合放大电路可以放大直流信号可以放大直流信号2.直接耦合放大
10、电路的直接耦合放大电路的零点漂移零点漂移零漂零漂：主要原因主要原因：温漂指标温漂指标：# # 为什么一般的集成运为什么一般的集成运为什么一般的集成运为什么一般的集成运算放大器都要采用直接算放大器都要采用直接算放大器都要采用直接算放大器都要采用直接耦合方式？耦合方式？耦合方式？耦合方式？温度变化引起，也称温度变化引起，也称 温漂温漂。输输入入短短路路时时，输输出仍有缓慢变化出仍有缓慢变化的电压产生。的电压产生。温温度度每每升升高高1度度时时，输输出出漂漂移移电电压压按按电电压压增增益益折算到输入端的等效输入漂移电压值。折算到输入端的等效输入漂移电压值。电源电压波动电源电压波动也是原因之一也是原因
11、之一13模拟电路讲义6模拟集成电路课件例如例如若第一级漂了若第一级漂了100 uV，则输出漂移则输出漂移 1 V。 若第二级也漂若第二级也漂了了100 uV，则输出漂移则输出漂移 10 mV。假设假设F 第一级是关键第一级是关键3. 减小零漂的措施减小零漂的措施F 用非线性元件进行温度补偿用非线性元件进行温度补偿F 采用差分式放大电路采用差分式放大电路漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+ 10 mV漂移漂移 1 V+ 10 mV14模拟电路讲义6模拟集成电路课件共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指标反映抑制零漂能力的指标4. 差分式放大电路中的一般概念
12、差分式放大电路中的一般概念根据根据1、2两式又有两式又有差分式放大电路输入输出结构示意图差分式放大电路输入输出结构示意图+-vi1+-vi2+-vo1差放差放vo2+-+-vid+-vo差模信号差模信号共模信号共模信号差模电压增益差模电压增益共模电压增益共模电压增益总输出电压总输出电压差模等效输入方式差模等效输入方式差放差放+-vid差放差放+-vid(a)(b)共模等效输入方式共模等效输入方式差放差放+-vic差模信号输出差模信号输出共模信号输出共模信号输出15模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理静态静态vi
13、1 = vi2 = 016模拟电路讲义6模拟集成电路课件动态动态仅输入差模信号，仅输入差模信号，大小相等，相位相反。大小相等，相位相反。大小相等，大小相等，信号被放大。信号被放大。相位相反。相位相反。1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理（分析）（分析）17模拟电路讲义6模拟集成电路课件动态动态仅输入共模信号，仅输入共模信号，大小相等，相位相同。大小相等，相位相同。大小相等，大小相等，输出信号为零。输出信号为零。相位相同。则相位相同。则1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理（分析）（分析）18模拟电路讲义6模拟集成电路课件2. 抑制零点漂移抑制零点漂移 温温 度度 变变化化和和电电源源
14、电电压压波波动动，都都将将使使集集电电极极电电流流产产生生变变化化。且且变变化化趋趋势势是是相相同同的，的，差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。19模拟电路讲义6模拟集成电路课件2. 抑制零点漂移抑制零点漂移另一方面另一方面 由由此此看看出出，温温度度升升高高时时，引引起起两两集集电电极极电电流流增增加加，使使得得流流过过R Re e上上的的电电流流增增加加，发发射射极极电电位位上上升升，从从而而限限制制了了集集电电极极电电流流的的增增加加。这这一一过过程程类类似似于于分
15、分压压式式射射极极偏偏置置电电路路的的温温度度稳稳定定过过程程。所所以以，即即使使电路路处于于单端端输出出方方式式时，仍仍有有较强强的的抑抑制制零零漂能力。漂能力。 20模拟电路讲义6模拟集成电路课件3. 主要指标计算主要指标计算（1）差模电压增益）差模电压增益接入负载时接入负载时（双入、双出交流通路双入、双出交流通路） B 双入、单出双入、单出以双倍的元器件换以双倍的元器件换取抑制零漂的能力取抑制零漂的能力 A 双入、双出双入、双出接入负载时接入负载时21模拟电路讲义6模拟集成电路课件3. 主要指标计算主要指标计算（1）差模电压增益）差模电压增益 C 单端输入单端输入等效于双端输入等效于双端
16、输入 指标计算指标计算与双端输入相与双端输入相同同22模拟电路讲义6模拟集成电路课件（2）共模电压增益）共模电压增益 A 双端输出双端输出 共模信号的输入使两管共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。集电极电压有相同的变化。所以所以共模增益共模增益 B 单端输出单端输出抑制零漂能力增强抑制零漂能力增强Rc1Rc2T1T22ro2ro23模拟电路讲义6模拟集成电路课件（3）共模抑制比）共模抑制比双端输出，理想情况双端输出，理想情况单端输出单端输出抑制零漂的能力抑制零漂的能力 越强越强（4）频率响应）频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号
17、。24模拟电路讲义6模拟集成电路课件4. 几种方式指标比较几种方式指标比较输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出25模拟电路讲义6模拟集成电路课件4. 几种方式指标比较几种方式指标比较输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出26模拟电路讲义6模拟集成电路课件与共源电路相同与共源电路相同6.2.2 FET差分式放大电路差分式放大电路1. 电路组成电路组成2. 差模增益差模增益3. 差模输入电阻差模输入电阻27模拟电路讲义6模拟集成电路课件开始上课吧 ！28模拟电路讲义6模拟集成电路课件二二. .简单的集成电路运算放大器简单的集成电路运算放大器一一. .集成电路运放内部组成原理框
18、图集成电路运放内部组成原理框图AV -+NP VO29模拟电路讲义6模拟集成电路课件集成放大电路的特点集成放大电路的特点集成电路简称集成电路简称 IC ( (Integrated Circuit) )集成电路按集成电路按其功能分其功能分数字集成电路数字集成电路模拟集成电路模拟集成电路模拟集成模拟集成电路类型电路类型集成运算放大器集成运算放大器；集成功率放大器；集成功率放大器；集成高频放大器集成高频放大器；集成中频放大器；集成中频放大器；集成比较器集成比较器；集成乘法器；集成乘法器；集成稳压集成稳压器器；集成数；集成数/模和模模和模/数转换器等。数转换器等。30模拟电路讲义6模拟集成电路课件集成
19、电路的外形集成电路的外形集成电路的外形集成电路的外形( (a) )双列直插式双列直插式( (b) )圆壳式圆壳式( (c) )扁平式扁平式31模拟电路讲义6模拟集成电路课件集成运算放大电路特点：集成运算放大电路特点：1. 对称性好，适用于构成差分放大电路。对称性好，适用于构成差分放大电路。2. 集集成成电电路路中中电电阻阻，其其阻阻值值范范围围一一般般在在几几十十欧欧到到几几十十千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。3. 在在芯芯片片上上制制作作三三极极管管比比较较方方便便，常常常常用用三三极极管管代代替替电阻电阻( (特别是大电阻特别
20、是大电阻) )。4. 在在芯芯片片上上制制作作比比较较大大的的电电容容和和电电感感非非常常困困难难，电电路通常采用直接耦合电路方式。路通常采用直接耦合电路方式。5. 集集成成电电路路中中的的 NPN 、 PNP管管的的 值值差差别别较较大大，通常横向通常横向PNP管的管的 很小仅为很小仅为220倍，纵向倍，纵向PNP管的管的 可以做的较大；而可以做的较大；而NPN管的管的 则可做到高达千倍以上则可做到高达千倍以上 。32模拟电路讲义6模拟集成电路课件集成运放的基本组成部分集成运放的基本组成部分实实质质上上是是一一个个具具有有高高放放大大倍倍数数的的多多级级直直接接耦耦合合放放大大电路。电路。集
21、成运放的基本组成集成运放的基本组成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 偏置电路偏置电路向向各各放放大大级级提提供供合合适适的的偏偏置置电电路路，确确定定各各级级静静态态工工作点。作点。33模拟电路讲义6模拟集成电路课件 输入级 中间级 输出级 偏 置 电 路Vi1Vi2Vo一一.集成电路运放内部组成原理框图集成电路运放内部组成原理框图级间直接耦合级间直接耦合功放功放电压（流）放大电压（流）放大恒流源恒流源差分式输入差分式输入34模拟电路讲义6模拟集成电路课件二二二二. .简单的运算放大器电路简单的运算放大器电路简单的运算放大器电路简单的运算放大器电路R1R2T1T2T7T8R
22、8T4T3R4R3R7T9T6T5R6R5VEE+VCCvi1+vi2+voiC1iC2iR3iC7iR4iE5iE6IREF电路特点电路特点电路特点电路特点: :V Vidid=V=Vi1i1-V-Vi2i2=0=0V Vo o=0=0 35模拟电路讲义6模拟集成电路课件R1R2T1T2差分式放大电路差分式放大电路T7T8R8镜像电流源电路镜像电流源电路T4T3R4R3中间级中间级R7T9电流源电流源T6T5R6R5输出级输出级VEE+VCCvi1+vi2+voiC1iC2iR3iC7iR4iE5iE6IREFRi2Ro1Ri3Ro21. 1.电路分析电路分析电路分析电路分析36模拟电路讲义
23、6模拟集成电路课件2. 2.电路计算电路计算电路计算电路计算放大电路的直流计算放大电路的直流计算37模拟电路讲义6模拟集成电路课件放大电路总电压增益放大电路总电压增益AV的计算的计算结论结论:多级放大电路的增益等于各级放大电路的增益之积多级放大电路的增益等于各级放大电路的增益之积=AVD AV2 AV3vi1-vi2vo1vo2vo1vovo2AV=其中其中：输入级的电压增益输入级的电压增益AVD电压放大级的电压增益电压放大级的电压增益AV2输出级的电压增益输出级的电压增益AV3近似为近似为138模拟电路讲义6模拟集成电路课件典型的集成运放典型的集成运放双极型集成运放双极型集成运放 F007C
24、MOS 集成运放集成运放 C14573( (一一) ) 引脚引脚 双极型集成运放双极型集成运放 F007F007 的引脚及连接示意图的引脚及连接示意图( (a) )( (b) )连接连接示意示意图图39模拟电路讲义6模拟集成电路课件( (二二) ) 电路原理图电路原理图F007 电路原理图电路原理图40模拟电路讲义6模拟集成电路课件1. 偏置电路偏置电路+VCCVT8- -VEEVT9VT12VT13VT10VT11R4R5I8I3,4IC9IC10IREFIC12至输入级至输入级至中间级至中间级基准电流：基准电流：基准电流产生各放基准电流产生各放大级所需的偏置电流。大级所需的偏置电流。各路偏
25、置电流的关系：各路偏置电流的关系：IREFI11IC10I3, 4IC9IC8IC12IC13微电流源微电流源镜像电流源镜像电流源输入级输入级镜像电流源镜像电流源中间级中间级输出级输出级F007 的偏置电路的偏置电路41模拟电路讲义6模拟集成电路课件2. 输入级输入级VT1、VT2、VT3、VT4 组组成成共共集集 - 共共基基差差分分放放大大电电路路电电路；路；VT1、VT2 基极接收差分输入信号。基极接收差分输入信号。VT5、VT6 有源负载；有源负载； VT4 集集电电极极送送出出单单端输出信号至中间级。端输出信号至中间级。 uI2uORW 调调零零电电阻阻，R 外接电阻。外接电阻。 V
26、T7 与与R2 组组成成射射极输出器。极输出器。 +VCC- -VEEVT6R1I3,4IC10IC9R2R3RRWVT4VT2VT7VT5VT3VT1VT8VT9uI42模拟电路讲义6模拟集成电路课件若暂不考虑若暂不考虑 VT7 和调零电路则电路可简化为：和调零电路则电路可简化为：+VCC- -VEEI3,4VT4VT2VT3VT1I8RCRCuI1uI2uO1. VT1、VT2 共共集集组组态态，具具有有较较高高的的差差模模输输入入电电阻阻和和共共模模输输入入电压。电压。2. 共共基基组组态态的的 VT3、VT4，与与有有源源负负载载 VT5、VT6 组组合合，可可以以得到很高的电压放大倍
27、数。得到很高的电压放大倍数。3. VT3、VT4 共基接法能改善频率响应。共基接法能改善频率响应。4. 该该电电路路具具有有共共模模负负反反馈馈，能能减减小小温温漂漂，提提高高共共模模抑抑制比。制比。43模拟电路讲义6模拟集成电路课件3. 中间级中间级中间级示意图中间级示意图+VCC- -VEEVT15VT16IC13R7VT17R830pF输输入入来来自自 VT4 和和 VT6集电极；集电极；输输出出接接在在输输出出级级的的两两个个互补对称放大管的基极。互补对称放大管的基极。中中间间级级 VT16、 VT17 组组成成复复合合管管， VT13 作作为为其其有源负载。有源负载。 8、 9两两
28、端端 外外 接接30pF 校校正正电电容容防防止止产产生生自自激激振振荡荡。44模拟电路讲义6模拟集成电路课件4. 输出级输出级IC13R8uo+VCC- -VEEVT14uIVD1R9R10VT19VT18R7VT15VD2VT14、 VT18 、VT19 准互补对称电路；准互补对称电路；VD1、 VD2 、R9、R10 过载保护电路；过载保护电路；VT15 、R7、R8 为功为功率管提供静态基流。率管提供静态基流。调节调节 R7、R8 阻值可调节两个功率管之间的电压差。这阻值可调节两个功率管之间的电压差。这种电路称为种电路称为 UBE 扩大电路。扩大电路。45模拟电路讲义6模拟集成电路课件
29、6.46.4集成运放的主要技术指标集成运放的主要技术指标集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号+A反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输输 出出 端端一、开环差模电压增益一、开环差模电压增益 A Aod od ( (或或A AVOVO) )一般用对数表示，定义为一般用对数表示，定义为单位：分贝单位：分贝理想情况理想情况 Aod 为无穷大；为无穷大； 实际情况实际情况 Aod 为为 100 140 dB。46模拟电路讲义6模拟集成电路课件二、输入失调电压二、输入失调电压 UIO三、输入失调电压温漂三、输入失调电压温漂 UIO 定义：定义：为为了了使使输输出出电电压压为为零零，在在输输入入端
30、端所所需需要要加加的的补偿电压。补偿电压。一般运放：一般运放：UIO 为为 1 10 mV；高质量运放：高质量运放：UIO 为为 1 mV 以下。以下。定义：定义：一般运放为一般运放为 每度每度 10 20 V；高质量运放低于每度高质量运放低于每度 0.5 V 以下以下；47模拟电路讲义6模拟集成电路课件四、输入失调电流四、输入失调电流 IIO五、输入失调电流温漂五、输入失调电流温漂 IIO当当输输出出电电压压等等于于零零时时，两两个个输输入入端端偏偏置置电电流流之差，即之差，即定义：定义：一般运放为一般运放为 几十几十 一百纳安；高质量的低于一百纳安；高质量的低于 1 nA。定义：定义：一般
31、运放为一般运放为 每度几纳安；高质量的每度几十皮安。每度几纳安；高质量的每度几十皮安。48模拟电路讲义6模拟集成电路课件六、输入偏置电流六、输入偏置电流 IIB七、差模输入电阻七、差模输入电阻 rid八、共模抑制比八、共模抑制比 KCMR定义：定义：输输出出电电压压等等于于零零时时，两两个个输输入入端端偏偏置置电电流流的的平均值。平均值。定义：输入差模信号时的输入电阻定义：输入差模信号时的输入电阻一般集成运放为几兆欧。一般集成运放为几兆欧。定义：定义：多数集成运放在多数集成运放在 80 dB 以上，高质量的可达以上，高质量的可达 160 dB。49模拟电路讲义6模拟集成电路课件九、最大共模输入
32、电压九、最大共模输入电压 UIcm输入端所能承受的最大共模电压。输入端所能承受的最大共模电压。十、最大差模输入电压十、最大差模输入电压 UIdm 反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。十一、十一、 - - 3 dB带宽带宽 fH（又称开环带宽（又称开环带宽BW）表表示示 Aod 下下降降 3 dB 时时的的频频率率。一一般般集集成成运运放放 fH 只只有几赫至几千赫。有几赫至几千赫。50模拟电路讲义6模拟集成电路课件十二、十二、 单位增益带宽单位增益带宽 BWGAod 降降至至 0 dB 时时的的频频率率，此此时时开开环环差差模模电电压压放
33、放大大倍倍数等于数等于 1 。十三、十三、 转换速率转换速率 SR 额额定定负负载载条条件件下下，输输入入一一个个大大幅幅度度的的阶阶跃跃信信号号时时，输出电压的最大变化率。单位为输出电压的最大变化率。单位为 V / s 。在在实实际际工工作作中中，输输入入信信号号的的变变化化率率一一般般不不要要大大于于集集成运放的成运放的 SR 值。值。 其其他他技技术术指指标标还还有有：最最大大输输出出电电压压、最最大大输输出出电电流流、静静态功耗及输出电阻等。态功耗及输出电阻等。51模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.5理想运算放大器理想运算放大器6.5.1理想运放的技术指标理想运放的技术指标开环差模电压
34、增益开环差模电压增益 Aod = ；输出电阻输出电阻 ro = 0；共模抑制比共模抑制比 KCMR = ；差模输入电阻差模输入电阻 rid = ；UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0；输入偏置电流输入偏置电流 IIB = 0；- - 3 dB 带宽带宽 fH = ，等等。，等等。52模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.5.2理想运放工作在线性区时的特点理想运放工作在线性区时的特点输输出出电电压压与与其其两两个个输输入入端端的的电电压压之之间间存存在在线线性性放放大大关关系，即系，即+Aod理想运放工作在线性区特点：理想运放工作在线性区特点：1. 理想运放的差模输入电压等于
35、零理想运放的差模输入电压等于零即即“虚短虚短”53模拟电路讲义6模拟集成电路课件2. 理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等于零由于由于 rid = ，两个输入端均没有电流，即，两个输入端均没有电流，即“虚断虚断”+Aod54模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.5.36.5.3理想运放工作在非线性区时的特点理想运放工作在非线性区时的特点传输特性传输特性+UOPPuOu+- -u- -O- -UOPP理想特性理想特性集成运放的集成运放的传输特性传输特性55模拟电路讲义6模拟集成电路课件理想运放工作在非线性区特点：理想运放工作在非线性区特点：当当 u+ u- - 时，时，uO = + UOPP
36、当当 u+ u- - 时时, uO = - - UOPP1. uO 的值只有两种可能的值只有两种可能在在非非线线性性区区内内，( (u+ - - u- -) )可可能能很很大大，即即 u+ u- -。 “虚虚地地”不存在不存在2. 理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等于零56模拟电路讲义6模拟集成电路课件6.6各类集成运放的性能特点各类集成运放的性能特点一、高精度型一、高精度型性能特点：性能特点：漂漂移移和和噪噪声声很很低低，开开环环增增益益和和共共模模抑抑制比很高，误差小。制比很高，误差小。二、低功耗型二、低功耗型性能特点：性能特点：静静态态功功耗耗一一般般比比通通用用型型低低 1
37、2 个个数数量量级级( (不不超超过过毫毫瓦瓦级级) )，要要求求电电压压很很低低，有较高的开环差模增益和共模抑制比。有较高的开环差模增益和共模抑制比。57模拟电路讲义6模拟集成电路课件三、高阻型三、高阻型性能特点：性能特点：通通常常利利用用场场效效应应管管组组成成差差分分输输入入级级，输输入电阻高达入电阻高达 1012 。高高阻阻型型运运放放可可用用在在测测量量放放大大器器、采采样样-保保持持电电路路、带带通滤波器、模拟调节器以及某些信号源内阻很高的电路中。通滤波器、模拟调节器以及某些信号源内阻很高的电路中。四、高速型四、高速型大大信信号号工工作作状状态态下下具具有有优优良良的的频频率率特特
38、性性，转转换换速速率率可可达达每每微微秒秒几几十十至至几几百百伏伏，甚甚至至高高达达 1 000 V/ s，单单位位增增益益带带宽宽可可达达 10 MHz，甚至几百兆欧。，甚至几百兆欧。性能特点：性能特点：58模拟电路讲义6模拟集成电路课件常常用用在在A / D 和和 D / A 转转换换器器、有有源源滤滤波波器器、高高速速采样采样-保持电路、模拟乘法器和精度比较器等电路中。保持电路、模拟乘法器和精度比较器等电路中。五、高压型五、高压型性能特点：性能特点：输出电压动态范围大，电源电压高，输出电压动态范围大，电源电压高，功耗大。功耗大。六、大功率型六、大功率型性能特点：性能特点：可可提提供供较较
39、高高的的输输出出电电压压较较大大的的输输出出电电流，负载上可得到较大的输出功率。流，负载上可得到较大的输出功率。59模拟电路讲义6模拟集成电路课件A1vivo103A2vivo105答：答：两个放大电路是否都可以放大两个放大电路是否都可以放大0.1mV的信号？的信号？增加了增加了Re电压增益电压增益输出漂移电压输出漂移电压均为均为 200 mV输出漂移电压输出漂移电压均为均为 200 mV输入端漂移电输入端漂移电压为压为 0.2 mV输入端漂移电输入端漂移电压为压为 0.002 mVA1不可以，不可以， A2可以可以60模拟电路讲义6模拟集成电路课件 1. 若在基本差分式放大电路中若在基本差分
40、式放大电路中增加两个电阻增加两个电阻Re（如图所示）。如图所示）。则动态指标将有何变化？则动态指标将有何变化？答：答： 双端输出差模增益双端输出差模增益差模输入电阻差模输入电阻单端输出共模增益单端输出共模增益共模输入电阻共模输入电阻增加了增加了Re增加了增加了Re61模拟电路讲义6模拟集成电路课件 2. 差分式放大电路如图所示。差分式放大电路如图所示。分析下列输入和输出的相位关系：分析下列输入和输出的相位关系：反相反相vC1与与vi1同相同相vC2与与vi1同相同相vC1与与vi2反相反相vC2与与vi2反相反相vO与与vi1同相同相vO与与vi23. 静态时，两个输入端是否有静态偏置电流？静态时，两个输入端是否有静态偏置电流？62模拟电路讲义6模拟集成电路课件(4)当输出接一当输出接一12k 负载时负载时的电压增益的电压增益.解解:求求:例例(1)静态静态63模拟电路讲义6模拟集成电路课件(2)电压增益电压增益64模拟电路讲义6模拟集成电路课件(3)(4)65模拟电路讲义6模拟集成电路课件
