6集成运算放大电路

第六章 集成运算放大电路
讨论三
已知某放大电路的幅频特性如图所示，讨论下列问题： 1. 该放大电路为几级放大电路? 2. 耦合方式? 3. 在 f ＝104Hz 时，增益下降多少？附加相移φ’＝？ 4. 在 f ＝105Hz 时，附加相移φ’≈？ 5. 画出相频特性曲线； 6. fH＝？
Au ?
第六章 集成运算放大电路
注意级联时两级 的相互影响！
① Ri＝1～2kΩ，Au 的数值≥3000； ② Ri ≥ 10MΩ，Au的数值≥300； ③ Ri＝100～200kΩ，Au的数值≥150； ④ Ri ≥ 10MΩ ，Au的数值≥10，Ro≤100Ω。
①共射、共射；②共源、共射； ③共集、共射；④共源、共集。
2. 输入电阻 Ri Ri1 3. 输出电阻 Ro Ron
对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 大，最大不失真输出电压大。
第六章 集成运算放大电路
2. 分析举例
Au1 gm(R4 ∥ Ri2)
Au2
(1＋ ) (R7 ∥ RL) rbe (1＋ ) (R7 ∥ RL)
Au Au1 Au2
讨论四：电路如图所示
1.若所有的电容容量都相同， 则下限频率等于多少？
2.信号频率为0～∞时电压放大 倍数的表达式？
1 (R s R b∥ 1R b∥ 2r b)e C 1
2(RcRL)C2
e(Re∥ rbe R s1 ∥ Rb∥ 1 Rb2 )C e
两式无本质 区别
若电容值均相等， C π ' [r b e∥ ' (r b bR 's∥ R b∥ 1R b)2 C ] π ' 则τe<< τ1、τ2
一、集成运放的特点
集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。
（1）集成电路中不能制作大电容，故采用直接耦合方式。 （2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂 化并不带来工艺的复杂性。 （3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作 的大电阻。 （4）集成运放相邻元件参数具有很好的一致性，故可构成 较理想的差分放大电路和电流源电路。 （5）采用复合管。
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模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronic
第六章 集成运算放大电路
第六章 集成运算放大电路
第六章 集成运算放大电路
§6.1 多级放大电路 §6.2 集成运算放大电路简介 §6.3 差分放大电路 §6.4 功率放大电路 §6.5 集成运放中的电流源电路 §6.6 集成运放原理电路 §6.7 集成运放的主要性能指标
当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电 位的变化会逐级放大。
求解Q点时应按各回路列多元一次方程，然后解方程组。 为什么NPN型管和PNP型管要混合使用？
第六章 集成运算放大电路
3.变压器耦合
可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路
从变压器原 边看到的等 效电阻
理想变压器情 况下，负载上获
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§6.1 多级放大电路
一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析 三、多级放大电路的频率响应
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为满足性能的多方面要求，需采用多级放大电路。
一、多级放大电路的耦合方式
1. 阻容耦合
利用电容连接信号 源与放大电路、放大 电路的前后级、放大 电路与负载，为阻容 耦合。
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信号频率为0～∞时电压放大倍数的表达式
1
1
1
1
fL 1 2 π1 fL 2 2 π2 fL e 2 πe fL 1 2 πC π '
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§6.2 集成运放电路简介
一、集成运放电路的特点 二、集成运放的方框图
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R i2 R 6∥ [r b2e ( 1 )R ( 7∥ R L )]
Ri R3R1∥R2
Ro R7∥R4∥ 1R6rbe2
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三、多级放大电路的频率响应
1. 讨论： 一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互
影响）的幅频特性均如图所示。 2 lA g 0 u 2 lA g 0 u 1 2 lA g 0 u 2 4 lA g 0 u 1
共源电路
共集电路
Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差， 不能集成化。
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2. 直接耦合
直接 连接
＋ － ＋
－
共射电路
既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻
＋
－ ＋
－
能够放大变化缓慢的信 号，便于集成化， Q点相互 影响，存在零点漂移现象。
共射电路
输入为零，输出 产生变化的现象 称为零点漂移
共射放 大电路
uo
饱和失真？截止失真？
首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。
比较Uom1和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时 哪一级首先出现失真。
在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最 大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。
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讨论二：放大电路的选用
按下列要求组成两级放大电路：
6dB
3dB
fL
fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
≈0.643fH1
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2. 多级放大电路的频率响应与各级的关系
对于n级放大电路，若各级的下、上限频率分别为fL1～ fLn、
fH1～ fHn，整个电路的下、上限频率分别为fL、 fH，则
fL fLk fH fHk fbw fbwk
P 1P 2， Ic2RL ' Il2RL
得的功率等于原 边消耗的功率。
RL'
Il2 Ic2
RL
(N1 N2
)2
ห้องสมุดไป่ตู้
RL，实现了阻抗变换
Q点相互独立，能够实现阻抗变换。不能放大变化缓慢的
信号，低频特性差，不能集成化。
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二、动态参数分析
1.电压放大倍数
A uU U o i U U o i 1U U o i22 U U io njn 1A uj
(k 1,2,,n)
由于
20
lg
A u
n 20 lg Auk
k 1
n
k
k 1
求解使增益下降3dB的频 率，经修正，可得
n
fL1.1 fL 2k k1
1 1.1
fH
n k1
1 fH 2k
1.1为修正系数
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讨论一
失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路
ui
共射放 大电路