清华大学模拟电子技术课件_第4章-每页6张
模拟电子技术清华大学PPT课件
2结、3区。其中
发射区高掺杂,
基区较薄且低掺
杂,集电区一般
掺杂。
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1 .3 三极管(Transistor)
1 .3 .2 三极管的三种接法(三种组态)
三极管在放大电路中有三种接法:共发射极、 共基极、共集电极。
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1 .3 三极管(Transistor)
1 .3 .3 三极管内部载流子传输
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1 .1 .2 杂质半导体
在本征半导体中掺入少量的其他特定元素 (称为杂质)而形成的半导体。
常用的杂质材料有5价元素磷P和3价元素硼B。
根据掺入杂质的不同,杂质半导体又分为N 型半导体和P型半导体。
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一 . N型半导体(电子型半导体)
掺如非金属杂质磷 P 的半导体。每掺入一个磷 原子就相当于向半导体内 部注入一个自由电子。
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1 .3 .6 三极管主要参数
一. 电流放大系数
1. 共发射极电流放大系数 直流β≈IC/IB 交流β≈ΔIC/ΔIB
均用β表示。
2. 共基极电流放大系数 直流α≈IC/IE 交流α≈ΔIC/ΔIE
均用α表示。
β=α/(1-α) α=β/(1+β)
二. 反向饱和电流
1.集电极—基极间反向饱和电流ICBO 2.集电极—发射极间穿透电流ICEO
•
自电子器件出
现至今,电子技术已
经应用到了社会的各
个领域。
前进
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II .电子技术的应用
1875年 (苏)
1901年 (美)
1902年 (美)
1906年 (美)
模拟电子技术基础-清华大学 华成英-全套完整版ppt课件
值得纪念的几位科学家!
第一只晶体管的发明者
(by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab) 他们在1947年11月底发明了晶 体管,并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 学奖。巴因所做的超导研究于1972 年第二次获得诺贝尔物理学奖。
2. 实践性
➢ 常用电子仪器的使用方法 ➢ 电子电路的测试方法 ➢ 故障的判断与排除方法 ➢ EDA软件的应用方法
华成英 hchya@
五、如何学习这门课程
1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法
➢ 基本概念:概念是不变的,应用是灵活的, “万 变不离其宗”。 ➢ 基本电路:构成的原则是不变的,具体电路是多种 多样的。 ➢ 基本分析方法:不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法,因而有不同的分析方法。 2. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求,最适用的电路才是最好的电路。 ➢ 要研究利弊关系,通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
贝尔实验室制成第一只晶体管 集成电路 大规模集成电路 超大规模集成电路
第一片集成电路只有4个晶体管,而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测,集成度还将按10倍/6年 的速度增长,到2015或2020年达到饱和。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展!
华成英 hchya@
1. 电子电路中信号的分类
“1”的倍数
➢数字信号:离散性
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
“1”的电 压当量
任何瞬间的任何 值均是有意义的
清华大学模拟电子技术课件_第4章-每页1张
4.1 集成运算放大电路概述4.2 集成运放电路简介4.3 集成运放的性能指标和低频等效电路4.4 集成电路的发展概况及分类Operational Amplifier, Opamp: Direct-coupled multistage, high gain, high input resistor, low output resistor amplifier 1941: First (vacuum tube) op-amp "Summing Amplifier" by Karl D. Swartzel Jr. in Bell labs 1962: First solid-state (BJT) op-amps in potted modules 1963: First monolithic IC op-amp 1970: First high-speed, low-input current FET design第一代电子管模拟计算机 数学计算 长途电话 中继器 信号放大晶体管 集成运放 用于各种需要放大信号的应用 广播、通信:电话、手机 工业控制:信号运算,PID调节 工业检测:信号放大 航空航天测量及通信 计算机网络:网卡,调制解调器, 路由器,交换机 各类图像采集:照相机、摄像机 汽车电子,生医电子 等等 发展方向:高精度、高速、宽带、低功耗 发展方向:高精度、高速、宽带、低功耗第二代一、集成运放符号 uN 输出端 uP + uOA二、集成运放的电压传输特性 • 开环差模电压放大倍数Aod一般为 105以上 • Uom峰值一般为14V左右(± 左右(±15V 电源) 电源) • 当|uo|<=Uom时,uo=Aod*(uP - uN)Uom-Uom4集成运放通常由输入级、中间级、输出级等电路组成。
一般采用差 分放大电路一般采用共射或 共源放大电路一般采用互补 输出级电路给各级电路提供合 适的静态电流,一 般采用电流源电路集成运放读图步骤:1.合理分块:按信号的流向找出输入级、中间级、输出 级,并确定偏置电路; 2.分析功能:分析各块的功能和工作原理; 3. 统观整体:定性分析电路整体功能和性能特点; 4. 性能估算:定量估算静态工作 性能估算:定量估算静态工作点和动态性能指标。
模拟电子技术电子书课件
• 画出放大电路的微变等效电路如图2.3.19所示。
I i
I b
I c
Rs V V s
i
Rb
I b Rc
RL VO
Ri
图2.3.19 微变等效电路 Ro
Ri
V i I i
R b // r be
AV
VO Vi
Ic
(Rc // Ib rbe
RL )
Ib (Rc Ib rbe
//
RL )
RL'
直流量 Q 电量{
交流量 性能
ui≠0:
PPT学习交流
15
2.2.2 设置静态工作点的必要性
一.静态工作点
ui=0 IB,UBE,IC,UCE 记为 IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQ
输入特性曲线上的点(UBEQ,IBQ) 和输出特性曲线上的点
(UCEQ,ICQ),称之为静态工作点Q。
IBQ
VBBUBEQ Rb
61
方法二:
VBBRb1Rb1Rb2 VCC
PPT学习交流
≈rbe
-2 <10
≈1/rce
50
3) 简化的h参数等效模型
忽略h12e,h22e
得:
U I
be c
h 11 e I b h 21 e I b
U be I c
r be I b I b
PPT学习交流
51
4)rbe的近似表达式 U be IbrbbIerbe
rb e
UT I EQ
输入回路的直流负载线
IBQ 、UBEQ
31
图解法 静态工作点的分析
输出回路的直流负载线
输出特性曲线
输 出 回 路 方 程 : uCE=VCC- PPT学习交流
电子技术基础模拟部分第四章PPT课件
第四章 场效应管放大电路
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图5 VGS对沟道电阻的控制作用
第四章 场效应管放大电路
上述分析表明: (a)改变栅源电压vGS的大小,可以有效控制沟道电阻的大小. (b)若同时在漏源-极间加上固定的正向电压vDS,则漏极电流 iD将受vGS的控制,|vGS|增大时,沟道电阻增大,iD减小。 (c)上述效应也可以看作是栅-源极间的偏置电压在沟道两边 建立了电场,电场强度的大小控制了沟道的宽度,即控制了 沟道电阻的大小,从而控制了漏极电流iD的大小。
第四章 场效应管放大电路
4 场效应管放大电路
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第四章 场效应管放大电路
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第四章 场效应管放大电路
引言: 1.场效应管的特点 (1)它是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的
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第四章 场效应管放大电路
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图6 vDS对iD的影响
在上述两个电源的作用下,iD的大小主要受栅-源电压vGS控 制,同时也受漏-源电压vDS的影响。
因此,讨论场效应管的工作原理就是: a.讨论栅-源电压vGS对漏极电流iD(或沟道电阻)的控制作用 b.讨论漏-源电压vDS对漏极电流iD的影响。
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第四章 场效应管放大电路
(2)vGS对iD的控制作用 图5所示电路说明了vGS对沟道电阻的控制作用。为便于讨 论,先假设漏-源极间所加的电压vDS=0。 a. 当vGS=0时,沟道较宽,其电阻较小,如图5(a)所示。 b. 当VPvGS<0,且其大小增加时,在这个反偏电压的作用 下,两个P+N结耗尽层将加宽。由于N区掺杂浓度小于P+ 区,因此,随着|vGS| 的增加,耗尽层将主要向N沟道中扩 展,使沟道变窄,沟道电阻增大,如图5(b)所示。
模拟电子电路模电课件清华大学华成英4集成运算放大电路
注意集成运算放大器的散热问题,采取适当的散热措施,避免过热导致性能下降或损坏。
在电路设计时考虑噪声干扰的影响,采取措施减小噪声干扰,如使用屏蔽、远离噪声源等。
在使用过程中注意避免突然的电压或电流冲击,以免造成集成运算放大器的损坏。
谢谢
THANKS
详细描述
共模抑制比是集成运算放大器性能的重要指标之一,它影响着电路的稳定性和性能。
总结词
在实际应用中,电路中的干扰和噪声通常是共模的,因此共模抑制比的大小直接影响到电路的性能和稳定性。在选择集成运算放大器时,需要根据实际需求来选择具有较大共模抑制比的型号。
详细描述
集成运算放大器的使用注意事项
了解集成运算放大器的规格书,确保其满足电路的性能要求。
良好的线性度
集成运放的内部电路设计使得它在放大信号时产生的噪声较低。
低噪声
集成运放的输入阻抗一般都在兆欧姆级别,使得它对信号源的影响较小。
高输入阻抗
按功能
可以分为通用型和专用型两类。通用型集成运放适用于多种场合,而专用型集成运放则是针对特定应用设计的,如仪表放大器、音频放大器等。
按性能指标
可以分为低噪声、高精度、高速型等不同类型。低噪声型集成运放主要用于信号放大,高精度型用于高精度的测量和运算,高速型则用于高速信号处理和传输。
电压-频率转换
电压-电流转换
集成运算放大器的性能指标
详细描述
开环电压增益的数值越大,意味着对微弱信号的放大能力越强,因此开环电压增益是衡量集成运算放大器性能的重要参数之一。
总结词
开环电压增益是衡量集成运算放大器放大能力的重要指标。
详细描述
开环电压增益是指在无反馈情况下,输入信号经过集成运算放大器放大后的输出电压与输入电压的比值。这个比值越大,说明放大器的放大能力越强。
模拟电子技术基础清华大学全套完整版PPT课件
电路中有40亿个晶体管。有科学家预测,集成度还将按10倍
/6年的速度增长,到2015或2020年达到饱和。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展!
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值得纪念的几位科学家!
第一只晶体管的发明者
(by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain
近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。
2. 实践性
常用电子仪器的使用方法 电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法 EDA软件的应用方法
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五、如何学习这门课程
1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法
子的浓度及其梯度均有变化,也有电荷的积累和释放
的过程,其等效电容称为扩散电容Cd。
结电容: Cj Cb Cd
结电容不是常量!若PN结外加电压频率高到一定程 度,则失去单向导电性!
清华大学 华成英 hchya@
华成英 hchya@
问题
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。 气体、液体、固体均有之。
P区空穴 浓度远高 于N区。
N区自由电 子浓度远高
于P区。
扩散运动
扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接 触面N区的自由电子浓度降低,产生内电场。
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PN 结的形成
由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子,形成 内电场,从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、 自由电子从P区向N 区运动。
以及将所学知识用于本专业的能力。
注重培养系统的观念、工程的观念、科技进 步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。提 倡快乐学习!
模拟电子技术第4章
-N
+
扩散电容:是由多子扩散后,在
PN结的另一侧面积累而形成的。
P
因PN结正偏时,由N区扩散到P
空穴(在共价键以内)的运动
结论: 1. 本征半导体中电子空穴成对出现,且数量少; 2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电; 3. 本征半导体导电能力弱,并与温度有关。
8
(二) 杂质半导体 1、N 型半导体:
在本征半N导型体中掺入五价元素(磷)——增大自由电子浓度
电子为多数载流子
+4
+4
+4
空穴为少数载流子
2
现代电子学中,用的最多的半导体是硅和锗,它们 的最外层电子(价电子)都是四个。
Ge
Si
通过一定的工艺过程,可以将半导体制成晶体。
3
硅(锗)的原子结构
硅(锗)的共价键结构 自 由 电 子
简化 模型
惯性核
空 穴
价电子 (束缚电子)
空穴
空穴可在共 价键内移动
4
二半导体的导电原理
(一)本征半导体:纯净的单晶结构的半导体 受惯性核束缚的价电子在绝对温度零度(0°K)即-273℃之下 →本征半导体硅(锗)的全部价电子都为束缚电子 与理想绝缘体一样不能导电。 自由电子: 价电子获得足够的能量挣脱惯性核的束缚(温度>0 ° K时) 带负电荷的物质——又称电子载流,这是由热激发而来的 空穴: 价电子成为自由电子时,原共价键留下了一个空位 ——带正电荷的物质,即空穴载流子。
模拟电子技术基础,清华大学出版第4章 模拟集成电
当信号从一个输入端输入时称为单端输入;从 两个输入端之间浮地输入时称为双端输入;当信号 从一个输出端输出时称为单端输出;从两个输出端 之间浮地输出时称为双端输出。因此,差动放大电 路具有四种不同的工作状态:双端输入,双端输出; 单端输入,双端输出;双端输入,单端输出;单端 输入,单端输出。
I C1 = I C 2 = I r − 2 I B = I r − 2
IC 2
当 β >> 2 时
IC 2 U CC − U BE U CC ≈ Ir = ≈ R R
β
表明改变基准电流Ir,输出电流 IC2也就改变,Ir与IC2之间就像一面镜 子,故称为镜像电流源电路或电流镜 电路。
4.2.2 比例电流源
当uo增加到一定值后 进入了正负饱和区。正饱 和区 uo = +U om ≈ +U CC , 负饱和区 。 uo = −U om ≈ −U EE
4.2 电流源电路 4.2.1 镜像电流源
特点是T1和T2两管的参数完全一致。尽管T1集电极和 基极被短接,集电结在零偏置情况下依靠内电场的作用下 仍具有吸引电子的能力。因此两管的集电极电流相等。
ri = 2rbe
ro = 2RC
4)共模抑制比 K CMR
对差动放大电路而言,差模信号是有用信号,共模信 号是零点漂移或干扰等原因产生的无用附加信号。为了衡 量差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力,通 常把差分放大电路的差模电压放大倍数Aud与共模电压放大 倍数的Auc比值作为评价其性能优劣的主要指标,称为共模 抑制比,记作 K CMR
差模电压增益
′ uod1 − uod2 2uod1 RL Aud = = = Aud1 = Aud2 = − β ui1 − ui2 2ui1 rbe
2019年《模拟电子电路模电课件清华大学华成英4集成运算放大电路》.ppt
三、集成运放的电压传输特性
uO=f(uP-uN)
在线性区: uO=Aod(uP-uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍,所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP-uN)的数值仅为几十~一百多微伏。 (uP-uN)的数值大于一定值时,集成运放的输出不是 +UOM , 就是-UOM,即集成运放工作在非线性区。
i i i 0
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§4.3 集成运放的电路分析及其 性能指标
一、读图方法
二、读图举例 三、集成运放的性能指标
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一、读图方法
已知电路图,分析其原理和功能、性能。 (1)了解用途:了解要分析的电路的应用场合、用途和技术 指标。 (2)化整为零:将整个电路图分为各自具有一定功能的基本 电路。 (3)分析功能:定性分析每一部分电路的基本功能和性能。 (4)统观整体:电路相互连接关系以及连接后电路实现的功 能和性能。 (5)定量计算:必要时可估算或利用计算机计算电路的主要 参数。
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简化电路 分解电路
三级放大电路
双端输入、单端 输出差分放大电 路
以复合管为放大管、 用UBE倍增电路消 恒流源作负载的共 除交越失真的准 射放大电路 互补输出级
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输入级的分析
共集-共基形式 T1和T2从基极输入、射极输出 T3和T4从射极输入、集电极输出 T3、T4为横向PNP型管,输 入端耐压高。共集形式,输入 电阻大,允许的共模输入电压 幅值大。共基形式频带宽。 Q点的稳定: T(℃)↑→IC1↑ IC2↑ →IC8↑ IC9与IC8为镜像关系→IC9↑,因 IC10不变→ IB3↓ IB4↓ → IC3 ↓ IC4↓→ IC1↓ IC2↓
高教--模拟电子技术课程第四章
可以产生一定频率的振荡信号,常用于振荡电 路和波形产生电高路教--模拟电子技术课程第四章
反馈的框图
输入
净输入信号
叠加
±
放大器
反馈
信号 反馈网络
取+ 加强输入信号 正反馈
取 - 削弱输入信号 负反馈
高教--模拟电子技术课程第四章
开环 输出
闭环
负反馈放大器的组成
➢ 四种信号
净输入信号
输入信号
高教--模拟电子技术课程第四章
+ Xid Xi -
Xf
馈入端
基本 放大器
反馈网络
+
RL Uo
-
采样端 (并联采样)
电压反馈示意图
+ Xid Xi -
馈入X端f
基本 放大器
+
RL Uo
-
Io
Io
反馈网络
采样端
高教--模拟电子技术课程电第四流章 反馈示意图(串联采样)
二、电压反馈和电流反馈的判定
输出短路法: 将放大器的输出端(uo)对 “地”短路,若其反馈信
高教--模拟电子技术课程第四章
二、直流反馈和交流反馈的判定 反馈回路内只允许直流分量通过,并产生直流反馈, 即只对直流信号起作用的反馈-“直流反馈”; 反馈回路内只允许交流分量通过,并产生交流反 馈,即只对交流信号起作用的反馈-“交流反馈”;
有的反馈对交、直流信号均起作用-“交直流反馈”。
高教--模拟电子技术课程第四章
高教--模拟电子技术课程第四章
3. 电压反馈和电流反馈
一、电压反馈和电流反馈的概念
根据反馈所采样的输出信号的性质不同,可以 分为电压反馈和电流反馈
电压反馈:反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈:反馈信号取自输出电流信号。
【模拟电子技术基础-清华课件】04-chap3-4-p
知识回顾
基本镜像电流源
I0
=
1
1+ 2/ β
IR
(忽略rce)
I0 ≈ 1 + VCE 2 / VA I R 1 + VCE1 / VA
(考虑rce)
3.5.1 常用的电流源电路
VCC
IR Rr 2IB IO
T1
T2
参考支路 输出管
问题:
1。镜像精度受IB分流影响——β有限; 2。IO恒流特性不理想 ——输出电阻(rce)有限:
VCC
三、微电流源(续)
VCC
IR Rr
IR
RO
≈
⎡ rce2 ⎢1 +
⎣
rbe
βRE
+ rD +
RE
⎤ ⎥ ⎦
T1
(RB = Rr // rD )
IO
Rr IO T2
RE1 RE2
T1
T2Leabharlann RE( ) RO ≈ rce2 1 + β
RO
≈
⎡ rce2 ⎢1+
⎣
rbe
βRE2
+ RB +
RE2
⎤ ⎥ ⎦
RL =∝
时, AV
=
−
βRC
rbe
AC: RC↑ → AV↑ 成正比
DC:VCC = RC ICQ +VCEQ
RC↑ → VCC↑ 保证ICQ
iB2
iC2 T2 iC1
vI iB1 T1
VCC T3
+ IR
vO Rr _
图 3.5.9
T1:CE T2、T3:电流源(作负载)
模拟电子线路——清华大学4
模拟电子线路——清华大学4
四、窗口比较器
PPT文档演模板
当uI>URH时,uO1=- uO2= UOM,D1导通,D2截止; uO= UZ。 当uI<URL时,uO2=- uO1= UOM,D2导通,D1截止; uO= UZ 。 当URL<uI< URH时, uO1= uO2= -UOM,D1、D2均截 止; uO= 0。
无外加信号,输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处:在正弦波振荡电路 中引入的是正反馈,且振荡频率可控。
在电扰动下,对于某一特定频率f0的信号形成正反馈:
由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制,最
终达到动态平衡,稳定在一定的幅值。。
PPT文档演模板
模拟电子线路——清华大学4
2. 电路组成
不符合相位条件 不符合幅值条件
1)是否可用共射放大电路? 2)是否可用共集放大电路? 3)是否可用共基放大电路? 4)是否可用两级共射放大电路?
输入电阻小、输出 电阻大,影响f0
可引入电压串联负反馈,使 电压放大倍数大于3,且Ri大、 Ro小,对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。
模拟电子线路——清华大学4
五、集成比较器
某型号集成比较器的等效电路
特点:
1. 无需限幅电路,根据所需输出高、低电平确定电源电压;
2. 可直接驱动集成数字电路;
3) 是否满足相位条件,即是否存在 f0,是否可能振荡 ; 4) 是否满足幅值条件,即是否一定振荡。
PPT文档演模板
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相位条件的判断方法:瞬时极性法
极性?
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- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
模拟电子技术基础2014/2/12一、集成运放符号uN +4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放电路简介 4.3 集成运放的性能指标和低频等效电路 4.4 集成电路的发展概况及分类输出端od 5uOuPA二、集成运放的电压传输特性 • 开环差模电压放大倍数A 一般为 10 以上 • U 峰值一般为14V左右(± 左右(±15V 电源) 电源) • 当|u |<=U 时,u =A *(u - u )om o om o od P NUom-Uom4集成运放通常由输入级、中间级、输出级等电路组成。
Operational Amplifier, Opamp: Direct-coupled multistage, high gain, high input resistor, low output resistor amplifier 1941: First (vacuum tube) op-amp "Summing Amplifier" by Karl D. Swartzel Jr. in Bell labs 1962: First solid-state (BJT) op-amps in potted modules 1963: First monolithic IC op-amp 1970: First high-speed, low-input current FET design一般采用差 分放大电路一般采用共射或 共源放大电路一般采用互补 输出级电路 给各级电路提供合 适的静态电流,一 般采用电流源电路第一代 电子管 模拟计算机 数学计算 长途电话 中继器 信号放大 第二代 晶体管 集成运放 用于各种需要放大信号的应用 广播、通信:电话、手机 工业控制:信号运算,PID调节 工业检测:信号放大 航空航天测量及通信 计算机网络:网卡,调制解调器, 路由器,交换机 各类图像采集:照相机、摄像机 汽车电子,生医电子 等等 发展方向:高精度、高速、宽带、低功耗 发展方向:高精度、高速、宽带、低功耗集成运放读图步骤: 1.合理分块:按信号的流向找出输入级、中间级、输出 级,并确定偏置电路; 2.分析功能:分析各块的功能和工作原理; 3. 统观整体:定性分析电路整体功能和性能特点; 4. 性能估算:定量估算静态工作 性能估算:定量估算静态工作点和动态性能指标。
工作点和动态性能指标。
6清华大学自动化系1模拟电子技术基础2014/2/12直接耦合多级放大电路 分析步骤 合理分块 功能分析 静态分析 动态分析 双入单出差 复合管 U 倍 准互补 分放大电路 共射放 增电路 电路 大电路BE7动态分析rbe34=rbe3+(1+β3)rbe4 rbe67=rbe6+(1+β6)rbe71 β 1 ⋅ ( R1 // rbe34 ) 2 rbe1 β 3 β 4 ⋅ [rce4 // rI2 //[rbe67 + (1 + β 6 β 7 ) RL ]] Au 2 = − rbe34 Au1 = −问题: R =? R =?i o10Au 3 ≈ 1直接耦合多级放大电路 静态分析 偏置电路, 偏置电路, 抑制共模 0.7V同相输入端+偏置电路, 有源负载1.4V IR反相输入端-VCC+1.4V -0.7V-0+I R1 ≈ IB3 =1.4 R1IR =81 I 1 − I R1 , I C 3C4 ≈ β 3 ⋅ β 4 ⋅ I B 3 2 I 2 = I C 3C 4 + I B 6 + I B 82VCC − 2U BEQ ≈ 0.73mA ≈ I C13 R5输入差模信号 时,E点相当 于交流接地点 等效为动态分析rI2 ≈ ∞等效为rbe=rbe6+(1+β6)rbe7 β≈β6β7↑R ,iCC-CB ↑fbw设置静态,抑制共模 F007(μA741)电路分析 偏置电路,有 源负载↑|A |u过流 保护rbe=rbe3+(1+β3)rbe4 β≈β3β4为何只画 T 、T 的 等效电路6 7有源 负载 ↑|A |u相位 补偿I C10 [1 + ( β 8 + 2)(1 + β 2 ) ] β 8β 2 (1 + β 4 ) ≈ I C10rbe34=rbe3+(1+β3)rbe4 rbe67=rbe6+(1+β6)rbe7I C9 =9清华大学自动化系2模拟电子技术基础2014/2/12μA741版图简化的集成运放低频等效电路MOSFET集成运放C14573电路作偏置电路 和抑制共模 作偏置电路 和有源负载 集成运放发展概况 • 1964年第一代产品:按分立元件思路的设计思想制造; • 1966年第二代产品:采用了有源负载,比第一代产品的A 和等指标有明显提高,如F007; • 1972年第三代产品:其主要特点是采用超β管作为输入级, 并在版图设计中考虑热效应的影响,使得输入失调电压,输 入失调电流,开环差模增益,共模抑制比等指标又有改善; • 1973年第四代产品:以HA2900为代表,以斩波器稳零原理 来抑制温漂,从根本上解决了运放的温漂和调零问题。
od双入单出差 分放大电路 ↑Ri镜像电流源 作有源负载性能指标: 1. 开环差模增益A :20lg|A | ,分贝(dB) 2. 共模抑制比K =|A /A | 3. 开环差模输入电阻r U | U =− 4. 输入失调电压U 、输入失调电流I A I +I I =| I − I | 5. 输入偏置电流I I = 2 6. 最大差模输入电压U 、最大共模输入电压U 7. -3dB带宽f (A 下降3dB),单位增益带宽f (A 下降到=1) 8. 转换速率SR Δu ∆u (对大幅值输入 SR =| Δt | 信号变化速度的 ∆t 适应能力) (运放接成电压跟随器)od od CMR od oc idO uI = 0 od IO4.3 集成运放的性能指标和低频等效电路IOIOIBB1B2IBIOB1B2IdmaxIcmaxHodcodOmaxO分类: 按工作原理分为 电压放大型、电流放大型、跨导 型、互阻型 按可控性分为 可变增益型、选通控制型 按性能指标分为 高精度型、高速型、高阻型、高压 型、低功耗型、宽带型 按工艺技术分类:BJT, JFET, MOS, BiMOS, BiFET 按用途分类:前置放大器,音频放大器,仪用放大器,功率 放大器,Rail-to-Rail(低压满电源幅度)清华大学自动化系3模拟电子技术基础2014/2/12思考:R 滑动端在中点,求I ,I 。
W C1 C2+ V CC RcIC1R b1 VT 1 u I1u O2 RL RW R1IC2VT 2 R b2 u I2I R1 ≈0 − U BE4 − ( −VEE ) R1 + R2IC3VT 3I C3 ≈VT 4 R1 R2 V EEIR2 I R1 R3 I C3 R ≈ 2 IR 2 2 R3R3I C1 = I C2 =VT3、VT 组成比例电流源4第四章常见题型 (1)分析集成运放的结构特点、 分析集成运放的结构特点、组成及各部分的 作用。
作用。
(2)正确理解集成运放的主要参数及其物理意义。
正确理解集成运放的主要参数及其物理意义。
(3)根据需求选择不同类型的集成运放。
根据需求选择不同类型的集成运放。
(4)分析电流源电路及其应用电路。
分析电流源电路及其应用电路。
(5)分析集成运放内部电路的主要部分。
分析集成运放内部电路的主要部分。
第四章要求 重点节: 重点节:4.1.2,4.1.3,4.2.1 ,4.2.3 ,4.2.4 次重点节: 次重点节:4.3.1, 4.3.2 ,4.4 1、熟悉集成运放的组成及各部分的作用, 熟悉集成运放的组成及各部分的作用,正确 理解主要性能指标的物理意义, 理解主要性能指标的物理意义,了解集成运 放的分类; 放的分类; 2、掌握镜像电流源、 掌握镜像电流源、微电流源、 微电流源、多路电流源电 路的工作原理, 路的工作原理,掌握电流源作为有源负载的 共射放大电路和差分放大电路的分析方法; 共射放大电路和差分放大电路的分析方法; 3、了解F007、C14573的工作原理。
的工作原理。
电路总结( 电路总结(请自己将电路特点列表对比细化): 请自己将电路特点列表对比细化): 镜像电流源、 镜像电流源、微电流源、 微电流源、比例电流源、 比例电流源、晶体管多路电流源、 晶体管多路电流源、 JFET恒流源、 恒流源、MOS管多路电流源、 管多路电流源、加射极输出器的电流源、 加射极输出器的电流源、 有源负载共射放大电路、 有源负载共射放大电路、有源负载差分放大电路。
有源负载差分放大电路。
方法总结: 方法总结: • 集成电路读图方法; 集成电路读图方法; • 集成电路电流源参考电流的分析方法; 集成电路电流源参考电流的分析方法; • 镜像电流源、 镜像电流源、微电流源、 微电流源、比例电流源、 比例电流源、晶体管多路电 流源的分析方法; 流源的分析方法; • 有源负载共射放大电路和差分放大电路的分析方法。
有源负载共射放大电路和差分放大电路的分析方法。
第四章基本电路、 第四章基本电路、基本分析方法总结清华大学自动化系4。