模电集成运放放大电路

IR
R
IC0 T0
IB2
T2
IE2
IB0 IB1
IC1 T1
IC1
IC0
IR
IB2
IR
IE2
1
IR
2I B1
1
IR
2IC1
(1 )
加射极输出 器的电流源
IC1 1
IR 2
IR
(1 )
若=10，则代入上式可得IC1≈0.982IR。说明即使 很小，
3、微电流源
+Vcc
IR
IC0 T0
R IB0+IB1
IB0 IB1 IE1
IC1
T1 Re
当 >>1时，Twenku.baidu.com管集电极电流
IC1
I E1
U BE0 U BE1 Re
uBE Re
△UBE很小，只要几千欧的Re，就可得到微安级的IC1。
UBE0 UBE1 I R E1 e
uBE
I E Ise UT
第四章 集成运算放大电路
4—1 集成运算放大电路概述 4—2 集成运放中的电流源电路 4—3 集成运放电路简介 4—4 集成运放的性能指标及低频等效电路 4—5 集成运放的种类及选择 4—6 集成运放的使用
本章要求
熟悉集成运放的组成及各部分的作用，正确理解主 要指标参数的物理意义。
了解电流源电路的工作原理。 了解一种运放电路的工作原理。
IC
IC
1 1
2
IR
10
Ic1 0.83I R
当>>2时，输出电流
IC1
IR
VCC
U BE R
不满足>>2时，输出电流误差大
纵向晶体管 (百倍以上)
特点： 镜像电流源具有一定的温度补偿作用：
↗ IC1↑ T(℃) ↑
↘ IC0↑ → IR↑→UR(RIR) ↑
→UB↓→IB↓
→ IC1↓
2、比例电流源
ln
I E1 IS0
UT
ln
IE0 I E1
I E1Re1
I E0 Re0
UT
ln
IE0 I E1
比例电流源
当 >>2时， IC0≈IE0≈IR ， IC1 ≈ IE1
所以
IC1
Re0 Re1
IR
UT Re1
ln
IR IC1
在一定范围内
IC1
Re0 Re1
I
VCC RR
U BE Re0
0
特点：具有更高的温度稳定性。
4—1 集成运算放大电路概述
集成电路： 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上，构成的特定功能的电子电路。 体积小（密度高）、引线短、外接线少，从而提高了电子
设备的可靠性和灵活性，同时降低了成本。
分类 模拟集成电路： 集成运算放大器、集成功率放大器等。
按功能分 数字集成电路： 集成触发器、集成计数器等。
解：
Aod 100dB Aod 105
当集成运放工作在线性区时，输出电压uO＝Aod uI； 当Aod uI超过±14V时，uO不是＋14V，就是－14V。
故 uI 10V , u0 10106 105 0.1V
uI 100V , u0 100106 105 1V
uI 1mV ,
IR
IC0 T0
Re0
+Vcc R IB0+IB1
IB0 IB1 IE0 IE1
IC1
T1 Re1
U BE0 I E0 Re0 U BE1 I R E1 e1
uBE
IE Ise UT 得
U BE
UT
ln
IE IS
由于T0、T1为对管，所以
U BE0 U BE1
UT
ln
IE0 IS0
UT
（1）提供静态偏置电流 （2）作为有源负载(取代高阻值电阻)
4—2 集成运放中的电流源电路
4.2.1 基本电流源电路
镜像电流源 比例电流源 微电流源
4.2.2 改进型电流源电路
加射极输出器的电流源 威尔逊电流源
4.2.3 多路电流源电路 4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路
有源负载共射放大电路 有源负载差分放大电路
非线性区：
0
uP- uN
U om
集成运放的电压传输特性
Uom, uP uN
u0
Uom, uP uN
练习 已知一个集成运放的开环差模增益Aod为100dB，最大输出电压峰-峰
值Uopp＝±14V，分别计算差模输入电压uI（即uP－uN）为10μV、100μV、 1mV、1V和－10μV、－100μV、－1mV、－1V时的输出电压uO。
uP 输入级
中间级
uO 输出级
uN
偏置电路
4.1.3 集成运放的电压传输特性
1. 符号
uP uN
+
- Aod
uO
集成运放的符号
uP→同相输入端， u0与uP同相。 uN→反相输入端，u0与uP反相。
Aod→开环差模放大倍数。
2. 电压传输特性
uO
U om
线性区： u0 Aod (uP uN )
U BE0 U BE1
UT
ln
IE0 IS0
UT
ln
I E1 IS0
UT
ln
IR I C1
I C1
UT Re
ln
IR I C1
IR
VCC
U BE0 R
4.2.2 改进型电流源电路(考虑β较小的情况)
1、加射极输出器的电流源
T0、T1和T2特性完全相同，因而 0= 1= 2= ，
+Vcc
而由于UBE0=UBE1，IB1= IB0= IB
iC
三极管工作在放大
区，则其输出特性具
VCC Rc
有恒流特性。
但易受温度影响
ICQ
Q
IBQ
VCC vCE
电路如图所示
VB
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
I
＝
E
VB－VBE Re
故输出恒定电流
VCC Rb1
Rb 2
RO
三极管电流源
采用适当的辅助电路，可使其恒流特性更接近于理想情况。
4.2.1 基本电流源电路
按构成器件的类型： 双极型和单极型
按外形：双列直插式、圆壳式、扁平式。
4.1.1 集成运放的电路结构特点
1. 集成运放均采用直接耦合方式。 2. 电路结构与元件参数具有对称性。 3. 用有源器件代替无源器件。 4. 采用复合结构的电路。
4.1.2 集成运放电路的组成及其各部分的作用
集成运算放大器实质是高增益的直接耦合多级放大电路。
1、镜像电流源
T0、T1 为对管，UBE0=UBE1=UBE，IB0= IB1= IB
+Vcc
0 = 1= 所以IC0 = IC1= IC= IB 。
IR R
IC1
2IB
镜像电流源, IC1为输出电流。
IC0 T0
T1 IB0 IB1
镜像电流源
基准电流
IR
VCC UBE R
IC 2IB
IC
2
u0 1103 105 100V Uopp
运放工作在非线性区
u0 14V
同理
uI 1V 时，u0 14V
4—2 集成运放中的电流源电路
电流源是一个输出电流恒定的电源电路， 与电压源相对应。在模拟集成电路中广泛使用 各种电流源，为各种放大电路提供稳定的偏置 电流，或作有源负载。
电流源在电路中的作用