模电课件-第四章-集成运算放大电路

2020/9/26
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（2）加射极输出器的电流源
增加 T 2 管可以进一步减少恒流输 出 与基准电流 之间的差值。
T0, T1和T2特性完全相同。由于UBE0 = UBE1，所以IB0 =IB1=IB 。
IC1IC0IRIB2IR1IE2IR12IB1 IR（ 12IC ） 1
IC11（ 1 IR2）
二、集成运放的电路组成
3、输出级：双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式， 其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范 围。两只输出管轮流导通。为消除交越失真，通常会给输出 管提供适当的偏置电流。 4、偏置电路：运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置 电路设计有很大不同，主要由各种形式的恒流源电路实现， 熟悉202各0/9/2种6 形式的恒流源电路是模电阅课读件 运放电路的基础。
当＝2时，基本镜像I恒 O 流 I2R
IR怎202么0/9/2算6 ？
增模电T 加 课2件管 后 IO ， 4 3IR， 更I接 R。
二.威尔逊恒流源电路，试计算恒流输出值。
T1管是基 UB1 E 准 UBE 管 Q0.7V,
UCE1QUBE3UBE 1 1.4V工作在放
IR
当T1，T2，T3均工作在放大状态 , 时
式中Aod为差模开环放大倍数，一般很大，可达几十万倍。
u id 为净输入电压，即差模输入电压, uiduPuN
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设A0d 105
uo的最大值Uom=10V。 则 uId10 4V0.1mV
电压传输特性
则uid在0.1m V范 围 内 ， 运 放 工 性作 状在 态线 ， 若 超0出 .1m V,运 放 工 作 在 正 负 态饱 和 状 (非线性状 )。态
T12与T13构成镜像电流源：
2I0C 201 /9/2 63IC 1 2 2 IR 5 模 电5 课2 件 0 .7 m 3 0 A .5m 2A
图1 构成这202类0/9/放26 大电路的主要元器件模有电课三件 极管（场效应管）、电阻、 电解电容（耦合或旁路用）等。
图2是uA741运算放大电路的原理图，其中的电阻、电容和晶体管 全部由单晶硅材料制作。
工作在放大状态。
当T 0 与 T 1 特性参数完全一致时，由UBE0
IB 0 IB 1 IB IC 0 IC 1 Io 由基极输入回路得，
UBE1可推得
Io
IR
VCC
UBE R
I0 2IB
I0
2
I0
所以，I0
1 1 2
IR
基准电流
输出电流
当
时，I 0 I R 。
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IO和IR呈镜像关系，此电路称为镜像电流源。
各电流之间关系为：
IC
IE3
IC
IR怎么算？
2 2
Io更加稳定
2020/9/Байду номын сангаас6整理后可得
Io 模电2课件2
2
IR
三、微电流源
晶体管T 0 是基准管，它的UBEQ0.7V,UCE QUBE Q0.7V，
工作在放大状态。
IC0IRVC
CUB R
E 0
T0管发射极电流与发射极电压之间的关系为：
UBE0 UTlnIIES0
三、集成运放的电压传输特性
集成运放符号
集成运放有两个输入端，一个输出端。当uP为正时， uo为正，称uP为“同相输入端”，当uN为正时，uo为 负，称uN为“反相输入端”。
集成运放的电压传输特性是开环时，uo与uPuN之间 关系。
即： u 0 A 0 （ du P u N ） A 0 du id
(1)
T1管发射极电流与发射极电压之间的关系为：
UBE 1 UTlnIIES1
(2)
由基极回路方程得：
2020/9U /26B 0E U B 1 E IE 1 R e 模电(课3 件)
将式（1）,式（2）代入式（3），同时考虑IC0IE0 IC1IE1
基准
R eU IE T 1ln IIE E1 0U IC T 1ln IIC R 1
例题：求图示电路各管的集电极电流。它们的β均为5，
它们b-e间的电压值约为0.7V。
解：先求基准电流，R5上的电流为 基准电流。
IR
2VCC
UBE12 R5
UBE11
300.70.7 0.73mA 39
T10与T11构成微电流源：
IC10URT4 lnIICR10236ln0I.C7103
IC1028A
(4)
输出
例，当电源电压等于+15V，
，
若要产生IC1 10A的恒流源，试确定电阻R1的值。
将参数代入式（4）可得 Re 11.97K
若不采用微电源源电路，采用基本恒流源电路，虽然只需要一个 电阻R，但此时电阻阻值要求为：
此阻值202远0/9/大26 于微电源电路中电阻模R电课与件Re之和，意味着需要占用 更多的芯片面积。
恒流输出管T 1 的交流通路如图(b)所示，将晶体管用微变等效
模型替代后的电路模型如图(c)，显然，恒流源的内阻
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2 、基本镜像恒流源电路的扩展电路有两种，如图所示。 （1）多路电流源电路
以基准管的集电极面积为基准， 可得到一组与集电极面积成正
比的多个恒流源 IO1,IO2,IO3。
所以线性区很窄。
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§4.2集成运放中的电流源电路
集成运放中的电流源由晶体管或场效应管组成，其作用： 1、为各级放大器提供合适的静态工作点； 2、代替大电阻，以提高放大电路的放大能力。
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一、基本电流源电路
1、镜像电流源
晶体管T 0 是基准管，它的UBEQ0.7V,UCE QUBE Q0.7V，
二、集成运放的电路组成
1、输入级：运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主 要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管，以便拓展通频带。 2、中间级：电压放大，要求：放大倍数要尽可能大，通常采 用共202射0/9/2或6 共源电路，并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
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图2
2．静态偏置电路设计 分立元件放大电路中的电阻常用材料是金属膜，成本远低于三
极管。因此，分立元件放大电路中的偏置电路尽量采用电阻分压器 形式。而集成运放由于制作工艺的特点，制作一个大电阻所需的硅 芯片面积要远高于制作晶体管的面积。因此，在集成放大电路中会 尽量少用电阻，一般不采用电阻分压方式提供静态偏置。