集成電路運算放大器及單元電路.ppt

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5 1多級放大電路 5 3差分式放大電路 第5章集成電路運算放大器及單元電路 5 2電流源電路 5 4集成電路運算放大器 1 直接耦合 5 1 1多級放大電路級間耦合方式 5 1多級放大電路 優(yōu)點 頻率響應(yīng)好 既可以放大交流信號 也可以放大直流和變化非常緩慢的信號 適宜于集成化 缺點 電路中各級靜態(tài)工作點相互牽制 彼此不獨立 導(dǎo)致電路設(shè)計和調(diào)整比較麻煩 存在零點漂移現(xiàn)象 2 阻容耦合 5 1 1多級放大電路級間耦合方式 5 1多級放大電路 優(yōu)點 各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立 互不影響 這給放大電路的分析 設(shè)計和調(diào)試帶來了很大的方便 阻容耦合方式在分立元件組成的放大電路中得到廣泛的應(yīng)用 缺點 其低頻特性比較差 不適用于傳送緩慢變化的信號 更不能傳送直流信號 這種耦合方式不便于集成化 3 變壓器耦合 5 1 1多級放大電路級間耦合方式 5 1多級放大電路 優(yōu)點 各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立 互不影響 電路的設(shè)計和調(diào)整比較方便 變壓器最大的優(yōu)點是可以進行阻抗變換 缺點 高頻和低頻特性都比較差 頻帶窄 變壓器體積大 笨重 價格也比較貴 4 光電耦合 5 1 1多級放大電路級間耦合方式 5 1多級放大電路 可以實現(xiàn)前后兩部分電路之間的電氣隔離 從而有效的抑制相互之間的電干擾 主要應(yīng)用于輸入電路地線與輸出電路地線需要相互隔離的場合 5 1 2多級放大電路分析方法 5 1多級放大電路 1 電壓增益Au 2 輸入電阻Ri 3 輸出電阻Ro 5 1 2多級放大電路分析方法 5 1多級放大電路 5 1 2多級放大電路分析方法 5 1多級放大電路 5 1 2多級放大電路分析方法 5 1多級放大電路 5 1 2多級放大電路分析方法 5 1多級放大電路 如圖所示的多級放大電路 求電路的增益 輸入電阻和輸出電阻 如圖所示的放大電路 若FET的低頻跨導(dǎo)為gm rds很大 BJT的電流放大系數(shù)為 輸入電阻為rbe 試說明T1 T2各屬于何組態(tài)放大電路 畫出微變等效電路 求增益 輸入電阻 輸出電阻的表達(dá)式 5 1 3多級放大電路的頻率響應(yīng) 5 1多級放大電路 當(dāng) 時 1 鏡像電流源 5 2 1電流源 5 2電流源電路 故集電極電流 VCC和R一定時 IC電流隨之確定 特點 電路簡單 應(yīng)用廣泛 要求IC1電流較大情況下 R的功耗較大 集成電路應(yīng)避免 要求IC1電流較小時 要求R數(shù)值較大 集成電路難以實現(xiàn) 2 比例電流源 5 2 1電流源 5 2電流源電路 忽略T1和T2管的基極電流 可得 在溫度變化情況下 比例電流源的輸出電流IC2具有更高的溫度穩(wěn)定性 3 微電流源 5 2 1電流源 5 2電流源電路 由于兩發(fā)射結(jié)電壓差較小 故電流可以做得很小 要求提供很小的靜態(tài)電流 又不能用大電阻 4 改進型電流源 5 2 1電流源 5 2電流源電路 和基本鏡像電流源比較 在電路參數(shù)相同的情況下 改進型電流源可以使輸出電流IC2與基準(zhǔn)電流IREF更接近鏡像關(guān)系 5 威爾遜電流源 5 2 1電流源 5 2電流源電路 威爾遜電流源輸出電流與基準(zhǔn)電流之間的偏差仍然與晶體管的電流放大系數(shù)有關(guān) 但相比基本鏡像電流源 偏差大大減小 電流精度得到進一步提高 6 多路電流源 5 2 1電流源 5 2電流源電路 當(dāng)基準(zhǔn)電流IREF確定后 改變各電流源射極電阻 可以獲得不同比例的輸出電流 5 2 1電流源 5 2電流源電路 MOSFET多路電流源 5 2 2電流源電路的作用 5 2電流源電路 1 運放各級放大電路提供合適的靜態(tài)工作點 2 作為放大電路的有源負(fù)載 基本共射放大電路 鏡像電流源有源負(fù)載電路 微變等效電路 5 3 1直接耦合放大電路中的零點漂移 5 3差分式放大電路 抑制零點漂移的方法 1 引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定靜態(tài)工作點 2 溫度補償 利用熱敏元件補償放大管的零漂 3 使用差分放大電路 利用電路的對稱性結(jié)構(gòu) 抵消器件參數(shù)變化的影響來抑制零漂 5 3 2差分式放大電路組成及工作原理 1 差模信號和共模信號 5 3差分式放大電路 差模信號 共模信號 差模電壓增益 共模電壓增益 電路總的輸出 線性放大電路方框圖 5 3 2差分式放大電路組成及工作原理 2 差分式放大電路的組成及工作原理 5 3差分式放大電路 基本差分放大電路 典型差分式放大電路 3 差分式放大電路的輸入和輸出方式 5 3 2差分式放大電路組成及工作原理 5 3差分式放大電路 單端輸入單端輸出 單端輸入雙端輸出 雙端輸入單端輸出 1 雙端輸出 5 3 3差分式放大電路的靜態(tài)分析 5 3差分式放大電路 基極電阻上的電壓降可忽略不計 從而有發(fā)射極電位 靜態(tài)工作點與負(fù)載電阻RL無關(guān) 2 單端輸出 5 3 3差分式放大電路的靜態(tài)分析 5 3差分式放大電路 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 1 差模信號工作情況 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 1 差模信號工作情況 雙入雙出差模電壓放大倍數(shù) 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 1 差模信號工作情況 雙入單出差模電壓放大倍數(shù) 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 2 共模信號工作情況 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 雙入雙出共模電壓放大倍數(shù) 2 共模信號工作情況 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 雙入單出共模電壓放大倍數(shù) 2 共模信號工作情況 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 1 雙端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 共模輸入電阻 雙入雙出的共模輸出電阻 雙入單出的共模輸出電阻 2 共模信號工作情況 共模抑制比 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 2 單端輸入差分式放大電路 5 3差分式放大電路 動態(tài)分析 參數(shù)指標(biāo)同雙端輸入 差模輸入電阻和共模輸入電阻與輸入方式和輸出方式都無關(guān) 3 差分式放大電路動態(tài)工作特點 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 5 3差分式放大電路 差模輸入電阻 共模輸入電阻 4 差分式放大電路的電壓傳輸特性 5 3 4差分式放大電路的動態(tài)分析 5 3差分式放大電路 差分式放大電路的電壓傳輸特性 5 3 5改進型差分式放大電路 1 利用恒流源替代電阻Re的差分式放大電路 5 3差分式放大電路 RW在交流通路中存在 因此對電路的動態(tài)參數(shù)均產(chǎn)生影響 5 3 5改進型差分式放大電路 2 利用恒流源作有源負(fù)載差分式放大電路 5 3差分式放大電路 5 3 5改進型差分式放大電路 3 場效應(yīng)管差分式放大電路 5 3差分式放大電路 1 模擬集成電路運算放大器的結(jié)構(gòu)特點 5 4 1集成電路運算放大器概述 5 4集成電路運算放大器 1 電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性 2 用有源器件代替無源器件 3 采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路 4 級間采用直接耦合方式 5 外接少量分立元件 2 集成電路運算放大器組成 5 4 1集成電路運算放大器概述 5 4集成電路運算放大器 3 集成運放的符號及電壓傳輸特性 5 4 1集成電路運算放大器概述 5 4集成電路運算放大器 電壓傳輸特性 國標(biāo)符號 常用符號 電壓傳輸特性 當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)時 1 基于晶體管的雙極型集成運放F007 5 4 2通用型集成電路運算放大器簡介 5 4集成電路運算放大器 5 4 2通用型集成電路運算放大器簡介 5 4集成電路運算放大器 5 4 2通用型集成電路運算放大器簡介 5 4集成電路運算放大器 F007內(nèi)部簡化放大電路 2 基于場效應(yīng)管的單極型集成運放C14573 5 4集成電路運算放大器 C14573封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳排列 2 基于場效應(yīng)管的單極型集成運放C14573 5 4集成電路運算放大器 C14573封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳排列 1 主要性能指標(biāo) 5 4 3集成運放的主要性能指標(biāo)參數(shù)及低頻等效模型 1 開環(huán)差模電壓增益Aod 5 4集成電路運算放大器 2 差模輸入電阻rid 3 共模抑制比KCMR 4 輸入失調(diào)電壓UIO 5 輸入失調(diào)電壓溫漂 UIO T 6 輸入失調(diào)電流IIO 7 輸入失調(diào)電流溫漂 IIO T 8 輸入偏置電流IIB 9 最大共模輸入電壓UIcmax 10 最大差模輸入電壓UIdmax 11 3dB帶寬fH 12 單位增益帶寬BWG 13 轉(zhuǎn)換速率SR 2 低頻等效模型 5 4 3集成運放的主要性能指標(biāo)參數(shù)及低頻等效模型 5 4集成電路運算放大器 集成運放低頻等效模型 集成運放簡化低頻等效模型