集成电路运算放大器介绍

漂移 1 V+ 10 mV
AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。
若第一级漂了100 uV，
则输出漂移 10 mV 。
若第二级也漂 了100 uV，
漂了 100 uV 漂移 1 V+ 10 mV
则输出漂移 1V+10 mV 。 第一级是关键 3. 减小零漂的措施
用非线性元件进行温度补偿 采用差分式放大电路
对于此电路 Rc 就是镜 像电流源的交流电阻，
因此增益为
RL AV = rbe
放大管
比用电阻Rc作负载时提高了。
end
例题
定性分析电路,说明T1,T2在电路中的作用.
6.3 差分式放大电路
6.3.1 概述
直接耦合放大电路 零点漂移
差分式放大电路中的一般概念
6.3.2 基本差分式放大电路
直流等效电阻小，交流等效电阻很大，且具有良好的 恒流特性。 （电流源的恒流特性决定于电流源输出电阻的大小， 输出电阻越大，恒流效果越好）
1. 镜像电流源
恒流特性
VBE2 = VBE1 I C2 = I C1 I REF I E2 = I E1
VCC VBE VCC = R R IC2看作IREF的镜像。
国际符号
国内符号
6.2 集成电路中的恒流源
镜像电流源
微电流源
多路电流源 电流源作有源负载
电流源电路不仅可用作各种放大电路的恒流偏置
(为放大电路提供稳定的偏置电流)， 而且可用它取代电阻作为放大器的负载，是集成 运放中应用最广泛的单元电路之一。
电流源的要求：有足够大的动态内阻；对温度的敏感 度极低；能对抗电源电压或其他外因的变化。归纳起 来就是电流源电路应具有不受外界因素影响的恒流特 性。 电流源种类很多，但有一个共同的特点即
通用型集成电路运算放大器
简化电路
end
运放的特点：
ri 大: 几十k 几百 k KCMRR 很大
理想运放： ri
KCMMRR
ro 小：几十 几百 A o 很大: 104 107
运放符号： u－ u+
ro 0 Ao
－＋
＋
Ao

uo
u－ u+
－
＋
uo
2. 直接耦合放大电路 存在的问题
a. 零 点 漂 移 ：输入短路时，
输出仍有缓慢变化的电压产生。
温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益 温漂指标： 折算到输入端的等效输入漂移电压值。 b.前后级Q点相互影响
主要原因： 温度变化引起，也称温漂（电源电压波动也是原因之一
例如 假设
漂移
10 mV+100 uV
6.1 6.2 6.3 6.4
集成电路运算放大器概述 集成电路中的电流源 差分式放大电路 集成电路运算放大器的主要参数
*6.5 专用型集成电路运算放大器 *6.6 放大电路中的噪声与干扰
6.1 集成运算放大器概述
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。
所以IC2也很小
3. 多路电流源
IE Re IREF Re IE 1 Re 1 IE 2 Re 2
IC 1 IE1 IREF Re/ Re 1,

IC 2 IE 2 IREF Re/ Re 2
4. 电流源作有源负载
镜像电流源
共射电路的电压增益为：
( Rc // RL ) V o AV = rbe Vi
+ vi2 -
+ vo -
+
+ vo2 -
vo1
-
差分式放大电路输入输出结构示意图
总输出电压 vo
= vod voc AVD vid AVC vic
vid vi1 = vic 2
根据上面两式有
K CMR
AVD KCMR (dB) = 20lg AVC
AVD 百度文库 共模抑制比 AVC
vid vi2 = vic 2
T
V Ro = T IT
一般Ro在几百千欧以上
1. 镜像电流源
精度更高的镜像电流源
由于增加了 T3，
减小 IB 对 IREF 的分流 ，
提 高 了 IC2 与 IREF 互 成
镜像的精度。
2. 微电流源
I C2 I E2
VBE1 VBE2 Re2 VBE Re2
由于 VBE 很小，
电路组成及工作原理 主要指标计算 抑制零点漂移原理 几种方式指标比较
6.3.3 FET差分式放大电路 6.3.4 差分式放大电路的传输特性
6.3.1 概述
1. 直接耦合放大电路
既可放大直流信号 ，也可放 大交流信号 鉴于集成工艺难以制作电感 和较大的电容，集成运算放 大器都要采用直接耦合方式
4. 二极管一般用三极管的发射结构成。
运算放大器的方框图
输入端
输入级
中间级
输出级
输出端
偏置电路
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。
由图可知，
I REF IC 1 2 I B
IC 2 2 IC 2 2 IC 2 (1 )
越大，集电极电流 I C 2 与基准电流的偏差越小。 例， =100时，两者的偏差为2%
1. 镜像电流源
交流电阻 （可由小信号等效 电路计算） V Ro = T IT 由于 T2 的集电 极电 流基本不变。所以交流量 0 I
调制解调方式。如“斩波稳零放大器”
4. 差分式放大电路中的一般概念
vid = vi1 vi2 差模信号
差模信号输出 1 vic = (vi1 vi2 ) 共模信号 +
+ vid -
差放
AVD
AVC
共模信号输出 vod = 差模电压增益 vid voc = 共模电压增益 vic
2
vi1
-
反映差放抑制共模信号的能力
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；

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。