集成电路运算放大器的定义

第四章集成运算放大电路

第一节学习要求

第二节集成运算放大器中的恒流源

第三节差分式放大电路

第四节集成电路运算放大器

第五节集成电路运算放大器的要紧参数

第六节场效应管简介

第一节学习要求

1. 掌握差不多镜象电流源、比例电流源、微电流源电路结构及差不多特性。

2. 掌握差模信号、共模信号的定义与特点。

3. 掌握差不多型和恒流源型差分放大器的电路结构、特点，会熟练计算电路的静态工作点，熟悉四种电路的连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。

4. 熟练分析差分放大器对差模小信号输入时的放大特性，共模抑制比。会计算A VD、R id、 R ic、 R od、 R oc、K CMR。

5．熟悉运放的要紧技术指标及集成运算放大电路的一般电路

结构。

学习重点：

掌握集成运放的差不多电路的分析方法

学习难点：

集成运放内部电路的分析

集成电路简介

集成电路是在一小块 P型硅晶片衬底上，制成多个晶体管 ( 或FET)、电阻、电容，组合成具有特定功能的电路。

集成电路在结构上的特点：

1. 采纳直接耦合方式。

2. 为克服直接耦合方式带来的温漂现象,采纳了温度补偿的手段 ----输入级是差放电路。

3. 大量采纳BJT或FET构成恒流源 ,代替大阻值R ,或用于设置静态电流。

4. 采纳复合管接法以改进单管性能。

集成电路分为数字和模拟两大部分。

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第二节集成运算放大器中的恒流源

一、差不多镜象电流源

电路如图6.1所示。T1,T2参数完全相同,即

β1=β2,I CEO1=I CEO2 ，从电路中可知V BE1=V BE2，I E1=I E2，I C1=I C2

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当β>>2时,

式中I R=I REF称为基准电流，由上式能够看出，当R确定后，I R就确定，I C2也随之而定，我们把I C2看作是I R的镜像，因此称图6.1为镜像恒流源。

改进电路一：

图6.2是带有缓冲级的差不多镜象电流源,它是针对差

不多镜象电流源缺点进行的改进，两者不同之处在于增加了三极管T3，其目的是减少三极管T1、T2的I B对I R的分流作用，提高镜象精度，减少β值不够大带来的阻碍。

改进电路二：

图6.3是带有发射极电阻的镜象电流源，其中R e1=R e2，两管的输入仍有对称性，因此

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若此电路R e1不等于R e2，则I C2与（R e1、R e2）的比值成比例，因此，此电流源又称为比例电流源。

二、微电流源

电路如图6.4所示，当I R一定时，I C2可确定为：

可见，利用两管基-射电压差 V BE能够操纵I0。由于 V BE的数值小，用阻值不大的R e2即可得微小的工作电流--微电流源。

例：电路如图6.5所示，

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已知：BJT的参数相同，求各电流源与参考电流的关系。

三、电流源的要紧应用-有源负载

前面曾提到，增大R c能够提高共射放大电路的电压增益。然而，R c不能专门大，因为在集成工艺中制造大电阻的代价太高，而且，在电源电压不变的情况下，R c越大，导致输出幅度越小。那么，能否找到一种元件代替R C，其动态电阻大，使得电压增益增大，但静态电阻较小。因而不致于减小输出幅度呢？自然地，我们能够考虑晶体管恒流源。由于电流源具有直流电阻小，交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛地把它作负载使用--有源负载，如图6.6所示。

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第三节差分式放大电路

差不多概念：

图6.7表示一个线性放大器，它有两个输入端，分不接有信号v i1和v i2；输出端的信号为v o。在电路完全对称的理想情况下，输出信号电压可表示为

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式中A VD是差分放大器的差模电压增益。可见电路的两个输入端所共有的任何信号对输出电压都可不能有阻碍。但在一般情况下，实际的输出电压不仅取决于两个输入信号的差模信号v id，而且还与两个输入信号的共模信号v ic有关，它们分不是

当用差模信号和共模信号表示两个输入信号时，有

在差模信号和共模信号同时存在时，关于线性放大器而言，能够利用叠加原理来求出总的输出电压，即

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式中为差模电压放大倍

数，称为共模电压放大倍数。

一、差不多差分放大电路

1. 差不多电路