第6章(13)集成運(yùn)算放大電路

1、?LRiouuAu nuuuuuuuuioi3o32i2oi1o. )R/)(R1 (r)R/)(R1 (A2i211be2i211u r/R/RR2be43i2be2L522rR/RAu21uuuAAA )/R)(R(1r/RRR i22be11i1i5o2oRRREEBEBBEER2IURIVCEBEEEEIRUVI 2 1EBII0 , BEBEUUU EEBER2IUBECCCCECCEURIVUUU cdAAcdAAlog20dOdduuA COccuuA 21IIduuuiCVCidVDovAvAv dIIuuu21211dIIuuu21212111iodduuAbeBCrRRd1

2、i2Od2d2AuuAiodduuA beBCd1i1O1rRRA2u2ubeBC1 i1od1o1drR2Ru2uuuAbeBC2i2od2o2drR2Ru2uuuAbeBLCdrR)R21/(RABbeid2RrRcoRR co2RR 021CococCoccuuuuuA2112)1 (cEbeBCCoccARrRRuuAccddouAuAu333cceceIUrC3C2C1CII21IIC2B1BI1IIBECCCCCEURIVUBEEUUbeBCdrRRAbeBCd2d1rR2RAA021vvvicococvcAOCObeCicoc1vc12r2r1BRrRRvvA%100VomPP4

3、43BERRRUU得得：434BERRRUU由由分分壓壓關(guān)關(guān)系系：11cbii211(1)bebiii22221(1)cbbiii1212112(1) cccbbiiiii 2V2UVU CCCESCCom值值最最大大輸輸出出電電壓壓最最大大有有效效L2CCL2omom2RV2RVP 最最大大輸輸出出功功率率L2oOOoRUUIP0LomLom1cRV) t(dtsinRV21IV1V2V1VPPPP2LomRVLomCC1CCV1RVVIVP0UL2CCVCES|RV2P 最最大大輸輸出出時(shí)時(shí)CComLomCCL2omVoVV4RV2VRV21PP0ULCCmaxCCES|RVi0UCCma

4、xCECES|V2umaxTCMPPCCCEO)BR(V2ULCCCMRVI)4(2=2omLOVTVVVRPPPomCComL22CCTmaxP2 . 0RVP 2CCEBiVUUu靜態(tài)時(shí)，2)2(CESCComUVU22CESCComUVUI2CIR,II2:R2C時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)RUVIBECCR且21 三級(jí)管三級(jí)管BEBEBEUUU21BCRIII21 則：則：BCII22 )21 (2CII I2 2I IC C2 2C C2 2 RUVIIEBCCRC31be1bLbe1bLce2ce1urRRrR)/R/r(rAbebLCVrRR/RAbeBCd2d1rR2RAAbeBCd2rR2R

5、A)R/L(22134IIIIICCCC024CCOiii341321cccccciiiiii，而42121122occcccbiiiiiii241(/ / /)ceceLberrRr2411(/ / /)2ooceceLdibbeui rrRAui r本章結(jié)束本章結(jié)束下一章下一章總目錄總目錄結(jié)束放映結(jié)束放映6.6 集成運(yùn)放原理電路集成運(yùn)放原理電路輸入級(jí)輸入級(jí)中間級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)通用型集成運(yùn)算放大器通用型集成運(yùn)算放大器 741 簡化電路簡化電路輸入級(jí)輸入級(jí)V1、V3 和和 V2、V4共集共集-共基組合差分電路共基組合差分電路V5、V6有源負(fù)載有源負(fù)載中間級(jí)中間級(jí)V7、V8復(fù)合管，共發(fā)射極放

6、大復(fù)合管，共發(fā)射極放大輸出級(jí)輸出級(jí)甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路功率放大電路 ( (OCL) )V11 V136.7 集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo)和集成運(yùn)放的種類集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo)和集成運(yùn)放的種類6.7.1 集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo)集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo) 1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod ：運(yùn)放在無外加反饋條件下，輸出電壓的變化量與輸入電壓的變化量之比。2.差模輸入電阻差模輸入電阻rid ：輸入差模信號(hào)時(shí)，運(yùn)放的輸入電阻。 3.共模抑制比共模抑制比 KCMR ：是差模電壓增益 Aod 與共模電壓增益 Aoc 之比，常用分貝數(shù)來表示。 KCMR=20lg(Aod / A

7、oc ) (dB)4.最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓Uicmax 5.最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Uidmax 6.輸入偏置電流輸入偏置電流IIB 7.輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IIO 和和輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓UIO8.輸入失調(diào)電流溫漂輸入失調(diào)電流溫漂dIIO /dT和輸入失調(diào)電壓溫漂和輸入失調(diào)電壓溫漂 dUIO /dT還有上限截止頻率還有上限截止頻率 fH、單位增益帶寬、單位增益帶寬 fc和轉(zhuǎn)換速率和轉(zhuǎn)換速率SR等等 6.7.1 集成運(yùn)放的種類集成運(yùn)放的種類 為滿足實(shí)際使用中對(duì)集成運(yùn)放性能的特殊要求，除性能指為滿足實(shí)際使用中對(duì)集成運(yùn)放性能的特殊要求，除性能指標(biāo)比較適中的通用型運(yùn)放外

8、，發(fā)展了適應(yīng)不同需要的專用型標(biāo)比較適中的通用型運(yùn)放外，發(fā)展了適應(yīng)不同需要的專用型集成運(yùn)放。它們在某些技術(shù)指標(biāo)上比較突出。集成運(yùn)放。它們在某些技術(shù)指標(biāo)上比較突出。 根據(jù)運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)可以對(duì)其進(jìn)行分類，主要有根據(jù)運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)可以對(duì)其進(jìn)行分類，主要有通用、高速、寬帶、高精度、高輸入電阻和低功耗等幾種。通用、高速、寬帶、高精度、高輸入電阻和低功耗等幾種。6.8 集成運(yùn)放的使用注意事項(xiàng)集成運(yùn)放的使用注意事項(xiàng) 集成運(yùn)放在使用中常因以下三種原因被損壞：輸入信號(hào)過大，使PN結(jié)擊穿；電源電壓極性接反或過高；輸出端直接接“地”或接電源，此時(shí)，運(yùn)放將因輸出級(jí)功耗過大而損壞。因此，為使運(yùn)放安全工作，也需

9、要從這三個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)。 圖6.8.1(a)所示是防止差模電壓過大的保護(hù)電路，限制集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間的差模輸入電壓不超過二極管VD1、VD2的正向?qū)妷骸D6.8.1(b)所示是防止共模電壓過大的保護(hù)電路，限制集成運(yùn)放的共模輸入電壓不超過+U至-U的范圍。1.輸入保護(hù)輸入保護(hù)+A+A 圖6.8.2所示為輸出端保護(hù)電路，限流電阻R與穩(wěn)壓管VZ構(gòu)成限幅電路，它一方面將負(fù)載與集成運(yùn)放輸出端隔離開來，限制了運(yùn)放的輸出電流，另一方面也限制了輸出電壓的幅值。當(dāng)然，任何保護(hù)措施都是有限度的，若將輸出端直接接電源，則穩(wěn)壓管會(huì)損壞，使電路的輸出電阻大大提高，影響了電路的性能。2.輸出保護(hù)輸出保護(hù)圖6.8.

10、2 輸出保護(hù)電路 A 為防止電源極性接反，可利用二極管的單向?qū)щ娦裕陔娫炊舜佣O管來實(shí)現(xiàn)保護(hù)，如圖6.8.3所示。由圖可見，若電源極性接錯(cuò)，則二極管VD1、VD2不能導(dǎo)通，使電源被斷開。3.電源端保護(hù)電源端保護(hù)A6.1.4 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)1 1、多級(jí)放大電路頻率響應(yīng)的分析. 圖6.1.4 兩級(jí)放大電路的幅頻響應(yīng) 多級(jí)放大電路的下限頻率高于組成它的任一單級(jí)放大電路的下限頻率；而上限頻率則低于組成它的任一單級(jí)放大電路的上限頻率；通頻帶窄于組成它的任一單級(jí)放大電路的通頻帶。vi1vi2線性放大電路voiCVCidVDovAvAv 差模電壓增益差模電壓增益)v(v21

11、vi2i1ic差分放大電路應(yīng)僅對(duì)差模信號(hào)具有放差分放大電路應(yīng)僅對(duì)差模信號(hào)具有放大能力，對(duì)共模信號(hào)不予放大大能力，對(duì)共模信號(hào)不予放大.差模信號(hào)：差模信號(hào)：是指在兩個(gè)輸入端加幅度相等，極性相反的信號(hào)。是指在兩個(gè)輸入端加幅度相等，極性相反的信號(hào)。 vid = vid1 - vid2 ; vid1 = - vid2 = vid共模信號(hào)：共模信號(hào)：是指在兩個(gè)輸入端加幅度相等，極性相同的信號(hào)。是指在兩個(gè)輸入端加幅度相等，極性相同的信號(hào)。 vic = vic1 = vic2 任意輸入信號(hào)，幅度、極性都是任意的，它可以分解為一對(duì)差任意輸入信號(hào)，幅度、極性都是任意的，它可以分解為一對(duì)差模信號(hào)和一對(duì)共模信號(hào)的組合

12、。模信號(hào)和一對(duì)共模信號(hào)的組合。111icidivvv 21iiidvvv 共模電壓增益共模電壓增益ic2id2i2vvv幾種工作狀態(tài)幾種工作狀態(tài)在幾種工作狀態(tài)中，正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)的三極管導(dǎo)在幾種工作狀態(tài)中，正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)的三極管導(dǎo)通情況如下：通情況如下：乙類：乙類：導(dǎo)通角等于導(dǎo)通角等于180甲類：甲類：一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通甲乙類：甲乙類：導(dǎo)通角大于導(dǎo)通角大于180如何解決效率低的問題？如何解決效率低的問題？辦法：辦法：降低降低Q點(diǎn)。點(diǎn)。既降低既降低Q點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法：點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法：采用采用推挽式電路，推挽式電路，或或互補(bǔ)對(duì)稱電路?；パa(bǔ)對(duì)稱電路。缺點(diǎn)：缺

13、點(diǎn)：但又會(huì)引起截止失真。但又會(huì)引起截止失真。iCuCEOQiCtOiCuCEOQiCtO212121lnlnCCTEETBEBEIIUIIUUURUVIIBECCREFC)(11又晶體管發(fā)射極電流與b-e間電壓關(guān)系為TBEUUSEeII則SETBEIIUUln由兩只管子的特性完全相同22122eBEBEECRUUII222lnCREFeTCIRUII2 2、微電流源、微電流源 微電流源電路微電流源電路, ,接入接入Re2電阻得到一個(gè)比基準(zhǔn)電流電阻得到一個(gè)比基準(zhǔn)電流小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路和集小許多倍的微電流源，適用微功耗的集成電路和集成放大器的前置級(jí)中。成放大器的前置級(jí)中。22

14、212eEBEBEBERRIVVVVe IC2 遠(yuǎn)小于IREF ,。RVICCREF 當(dāng)當(dāng)R取取 幾幾k 時(shí)，時(shí)， IREF 為為mA量級(jí)，量級(jí)，而而I IC2C2可降至可降至 A A量級(jí)的微電流源。且量級(jí)的微電流源。且I IC2C2 的穩(wěn)定性也比的穩(wěn)定性也比IREF 的穩(wěn)定性好。的穩(wěn)定性好。222eBEECRVIIVBE很小很小 微電流源微電流源3. 比例電流源比例電流源 在鏡象電流源電路的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)發(fā)射極電阻，使兩個(gè)發(fā)射極電阻中的電流成一定的比例關(guān)系，即可構(gòu)成比例電流源。 因兩三極管基極對(duì)地電位相等， e2 E2e1E1 R IRI e2E2BE2e1E1BE1=RIURIUBE2BE1UU因REFC2IIe2e1E1E2RRII6.5.2 多路電流源多路電流源BREFCIIIREFCIIeREFeERIRI11eERI22eERI33eERI,111eeREFECRRIII,222eeREFECRRIII333eeREFECRRIII當(dāng)較大時(shí)，由于各管的由于各管的、UBE相同，相同，當(dāng)當(dāng)IREF確定后，改變各確定后，改變各