第1章集成运算放大器

I I B 1 B 2 I I I I I O C 1 R B 3 R 1 3
IC1 IO I R
1
2 1 3

IC 2
IO
IR 2 1 2 2
精密电流源
14
4.2.4 威尔逊电流源电路
I O I I I I R C 1 B 3 C 1
集成运放的结构
（1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二 级一般采用差动放大器。 （2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减 小输入电流，增加输入电阻。
（3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行 功率放大，提高带负载的能力。
8
§4.2 电流源电路 基本恒电流源(镜象电流源)电路 三极管T1、T2匹配
A u
( r r R ) 1 ce 1// ce 2// L
r be 1
用电流源做有源负载，可 提高电路放大倍数。
共射放大管
16
§4.3 差动放大电路
直接耦合电路的特殊问题
R1 RC1 R2 T1 RC2
+UCC
T2
RE2
ui
uo
问题 1 :前后级Q点相互影响。
增加RE2 : 用于设置合适的Q点。
17
R1 RC1
RC2 T1 T2
+UCC
uo
R2
ui
有时会将 信号淹没
uo
RE2 0
t
问题 2 :零点漂移。
前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得 当 ui 等于零时， uo不等于零。
18
基本型差分放大电路
1.结构: 对称性结构
R1 RB RC uo= uC1 - uC2
+UCC
uC1
I E1 V T ln IE2
微电流源
I E 2R e2
I E1 V T ln IE2
13
Io<< IR 。同时 Io 的稳定性也比 IR 好。 因 VBE 小，
4.2.3 精密镜像恒流源电路
精密镜像电流源和普通镜像电流源相比，其精 度提高了 倍。电路如下图所示。
由于有T3存在，IB3比基本 镜象电流源的2IB小 3 倍。因此 IC2和IREF更加接近。
微电流源
12
Io与 IR 的关系如下
I R I E 1 I S 1e Io I E 2 I S 2e 由于一般有 I E1 e ( V BE 1 V BE IE2 V
BE V V
BE 1
/V T /V T
BE 2
I S1 I S 2
2
) /V T
V
BE 1
V
BE 2
4.常用二极管和三极管组成的恒流源和电流源代 替大的集电极电阻和提供微小的偏量电流，二 极管用三极管的发射结代替。
4
运算放大器外形图
5
4.1.2集成运放的基本组成部分
偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用 电流源电路。 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的 放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大 不失真输出电压尽可能大。
6
原理框图：
与uo反相
+UCC
T4
反相 输入端
u–
同相 输入端
T1
IS
T2
输 入 级 中 间 级
T3
T5
uo
u+输 出 级UE与uo同相7
对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。
对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。 对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足 够的输出电流io 。即输出阻抗 ro小。
模拟电子技术基础
第四章
集成运算放大电路
1
§4.1 集成电路的特点及基本电路结构
集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导
体基片上。
集成电路的优点：
工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、 功耗小。
集成电路的分类：
模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路；

2
集成电路分类
1、按制造工艺： 1）单片集成电路 2）混合集成电路
9
IO
IR
4.2.1 比例电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻， 使两个发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可 构成比例电流源。其电路如下。
因为三级管基极对地电位相等
U I R U I R BE 1 E 1 e 1 BE 2 E 2 e 2
IC 2
Re1 IR Re 2
3 IR IO IE3 IO 2 1 3 1 2/( 2 )
可见，威尔逊电流源精度很高。 而且其输出电阻也很高，约为：
rce2 ro 2
3
IC1 IC2
威尔逊电流源
15
电流源的应用 电流源即可用做偏置电路，又可以用做有源负载。 例： 基本恒电
流源做VT1 的负载
10
多路比例电流源
IR IC 0 T0 R0 R1 T1 I E1 R 2 T2 I E2 R 3 T3 I E3 +V CC R
IC 1
IC 2
IC 3
11
4.2.2 微电流源
微电流源电路如图所示，通过接入Re电阻得到 一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微功耗 的集成电路中。
由图可得：
V =V IE2R BE1 BE2 e2 IE2R V V e 2 V BE1 BE2 BE Io IC2 IE2 V BE/ R e2
U U , 则 U B BE 2 BE 1 2 E 1
IR IC1 2IB IC2 2IB IC2(1 ) 2

动态输出电阻： 2 1 1 ro rce2 ho e2 V V IR C C BE ,当 2 、V U 时 ,IR 与晶体管参数无 ， BE R V 即 IR I IR I 和 IR 是镜象关系 . O C 2 R
2、按功能： 1）数字集成电路 2）模拟集成电路： 集成运放、集成功放等 3、按有源器件类型： 小规模集成电路、中规模集成电路、大规 模集成电路、超大规模集成电路
3
集成电路内部结构的特点：
1. 电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差 方向一致，温度均一性好。 2. 电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20 千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件 代替或外接。 3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接，多级放大直接耦合。