5模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行_PPT课件_第五章

IC1
R1 R2
I REF
图 5.2.3 比例电流源
两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的
阻值成反比，故称为比例电流源。
3、微电流源
在镜像电流源的基础上 接入电阻 Re。
引入Re使 UBE2 < UBE1， 且 IC2 << IC1 ，即在 Re 值不 大的情况下，得到一个比较 小的输出电流 IC2 。
第五章 集成运算放大电路
5.1 集成放大电路的特点 5.2 集成运放的基本组成部分 5.3 集成运放的典型电路 5.4 集成运放的主要技术指标 5.5 理想运算放大器 5.6 各类集成运放的性能特点 5.7 集成运放使用中的几个具体问题
5.1 集成放大电路的特点
集成电路简称 IC (Integrated Circuit)
IBQR + UBEQ + 2IEQRe = VEE
Rc
Rc +VCC
则
I BQ
VEE UBEQ
R 2(1 )Re
R
ICQ IBQ
+
UCQ VCC ICQ Rc uId
(对地)
~+1 2 uId
~+1 2
uId
R
+ uo
VT1
VT2
Re
VEE
UBQ IBQR (对地)
图 5.2.8 长尾式差分放大电路
(3)动态分析
Δ iB1
Δ uI1 R rbe
Δ iC1 Δ iB1
Rc
uI1 R VT1
+ uo
RL
RL
2
2
Rc uI2 R
VT2
则
图 5.2.8 长尾式差分
放大电路的交流通路
IC2
I R EF
VCC
UB E1 R
2、比例电流源
由图可得
UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 由于 UBE1 UBE2 ，则
IE1R1 IE2R2
忽略基极电流，可得
+பைடு நூலகம்CC
R IREF
2IB
IC2
VT1
IB1 +
UBE1
R1
IC2
IB2 U+BE2 VT2 R2
IC2
R1 R2
3) 基本形式差放电路每个三极管的集电极对地电压， 其零漂与单管放大电路相同，丝毫没有改善。
2、长尾式差分放大电路
可减小每个管子输出端的温漂。
(1)电路组成
Re 称为“长尾电阻”。
且引入共模负反馈。
Rc
Rc +VCC
Re 愈大，共
模负反馈愈强。
Ac 愈小。每个管
+ uId
子的零漂愈小。
对差模信号
R
当 uId = 0，时
+ uId
UCQ1 = UCQ2
UO = 0
Rb1
Rc1 + uo
Rc2 Rb2
R1
~+1 2 uId
~+1 2
uId
R2
VT1
VT2
图 5.2.6 差分放大电路的基本形式
（2）电压放大倍数 VT1 和 VT2 基极输入电压大小相等，极性相反，— —称为差模输入电压(uId)。
共模电压放大倍数：
Ac
Δ uo Δ uIc
+
uIc ~
Ac 愈小愈好，而 Ad 愈大愈好
Rb
Rc
+ uo
Rc Rb
R
VT1
VT2
R
图 5.2.7 共模输入电压
共模抑制比 KCMR
K C MR
20 lg
Ad Ac
1) KCMR 描述差分放大电路对零点漂移的抑制能力。
KCMR愈大，抑制零漂能力愈强；
2) 理想情况下，电路参数完全对称，Ac = 0， KCMR = ∞。
~+1 2 uId
~+1 2
uId
R
+ uo
VT1
VT2
Re
VEE
无负反馈。
图 5.2.8 长尾式差分放大电路
(2)静态分析
当 uId = 0 时，由于电路结构对称，故： IBQ1 = IBQ2 = IBQ，ICQ1 = ICQ2 = ICQ ，UBEQ1 = UBEQ2
= UBEQ，UCQ1 =UCQ2 = UCQ， 1= 2=
在差模信号作用下：
1 Δ uC1 2 Au1Δ uId
ΔuC2
1 2
Au1ΔuId
Δuo ΔuC1 ΔuC2 Au1uId
差模电压放大倍数为
Ad
Δ uo Δ uId
Au1
(3) 共模抑制比
差分放大电路 输入电压
差模输入电压 uId
共模输入电压 uIc (uIc大小相等，极性相同) +VCC
集成电路按 其功能分
数字集成电路 模拟集成电路
模拟集成 电路类型
集成运算放大器；集成功率放大器； 集成高频放大器；集成中频放大器； 集成比较器；集成乘法器；集成稳压 器；集成数/模和模/数转换器等。
集成电路的外形
(a)双列直插式
(b)圆壳式
(c)扁平式
图 5.1.1 集成电路的外形
集成运算放大电路特点：
1. 对称性好，适用于构成差分放大电路。
2. 集成电路中电阻，其阻值范围一般在几十欧到几十 千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。
3. 在芯片上制作三极管比较方便，常常用三极管代 替电阻(特别是大电阻)。
4. 在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电 路通常采用直接耦合电路方式。
5. 集成电路中的 NPN 、 PNP管的 值差别较大， 通常 PNP 的 ≤ 10 。
由于 UBE1 = UBE2，VT1 与 VT2 参数基本相同，则
IB1 = IB2 = IB；IC1 = IC2 = IC
R IREF
2IB
IC2
VT1
IB1 +
UBE1
IC2 IB2
U+BE2 VT2
IC2
I C1
I REF
2IB
I REF
2
IC2
图 5.2.2
所以
1
IC2
IREF 1
2
当满足 >> 2 时，则
2IB IC1 VT1
图 5.2.4
IC2 VT2 Re 微电流源
IS1 IS2
U
T
ln
IC1 IC2
IC2 Re
若 IC1和 IC2 已知，可求出 Re。
二、差分放大输入级
输入级大都采用差分放大电路的形式。
基本形式
电路形式 长尾式
恒流源式
1、基本形式差分放大电路
+VCC
（1） 电路组成
假设电路完全对称
+VCC R IREF
2IB IC1
VT1
IC2
VT2 Re
图 5.2.4 微电流源
基本关系
UBE1 UBE2 IE2Re IC2 Re
因二极管方程
UBE
UBE
IC IS(e UT 1) ISe UT
U BE1
U BE2
UT
(ln
I C1 IS1
ln
IC2 IS2
)
IC2 Re
+VCC R IREF
5.2 集成运放的基本组成部分
实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大 电路。
输入级
中间级
输出级
偏置电路
图 5.2.1 集成运算的基本组成
一、偏置电路
向各放大级提供合适的偏置电路，确定各级静态工 作点。
1、镜像电流源 (电流镜 Current Mirror)
基准电流
+VCC
I REF
VCC
UBE1 R