模電課件郝育聞第六章

1、 6.1 直流放大器 6.2 集成電路運(yùn)算放大器第六章 模擬集成電路前后級(jí)前后級(jí)Q Q點(diǎn)相互影響點(diǎn)相互影響設(shè)兩個(gè)管子的特性參數(shù)相同，則Vb1=Vb2=0.7v Vc1=Vc2=Vcc-IcRc=Vcc-RcIb=Vccc-Rc(Vcc-Vb)/Rb=6.3vviRC13kRb1300kT1=50+Vcc=12vvoRC23kRb2300kT2=501、 直接耦合后，由于Vb2不會(huì)有很大的增加，迫使T1處于接近飽和的狀態(tài)。2、 直接耦合后，Rc1作為T(mén)2的扁流電阻，且由于Rc1Rb2使IB2大大增加，使T2處于深度飽和狀態(tài)。Rt1VCCR2RwRt2橋式測(cè)量電路Vi1Vi26.1.1 概 述 一

2、、特點(diǎn)（實(shí)質(zhì)） fL =0 二、存在問(wèn)題 零漂零漂嚴(yán)重！ 三、解決 采用采用差動(dòng)放大器差動(dòng)放大器直接直接耦合vovi1vi2 差動(dòng)放大vo = Ad (vi1 - vi2) 6.1 直流放大器1、什么是零點(diǎn)漂移在直流放大電路中，我們把輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出電壓偏離其初始值的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。 （1）直流放大器級(jí)數(shù)越多，放大倍數(shù)越大。輸出端漂移現(xiàn)象越嚴(yán)重。（2）第一級(jí)的零漂影響最大。 vi Av=20 V01=10mv Av=20 V02=210mv Av=20 V01=4.21v vot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒(méi)3、產(chǎn)生零漂的原因（1） 溫度的變化最主要。（2） 電源電壓的波動(dòng)。（3） 電路元件參數(shù)的變

3、化。4、減少零漂的措施（1） 選用高質(zhì)量的硅管，并用溫度補(bǔ)償電路。（2） 采用調(diào)制的方式。（3） 采用差分放大電路。2、怎樣衡量零點(diǎn)漂移的大?。悍糯笃鞯碾妷悍糯蟊稊?shù)輸出電壓的漂移值等效漂移電壓 折算到輸入端的等效漂移電壓一、 組成對(duì)稱對(duì)稱的兩個(gè)共射電路通過(guò)射極公共電阻公共電阻耦合而成 1= 2= VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO RC1=RC2= RC Rs1=Rs2= Rs6.1.2 6.1.2 基本差動(dòng)放大器基本差動(dòng)放大器長(zhǎng)尾式差放長(zhǎng)尾式差放Re(阻值大，故稱長(zhǎng)尾阻值大，故稱長(zhǎng)尾)VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RS

4、vi2Re+-+-vo1vo2+-二、 輸入和輸出方式兩個(gè)輸入端：雙端輸出雙端輸出單端輸出單端輸出雙端輸入雙端輸入單端輸入單端輸入兩個(gè)輸出端：雙入雙出雙入雙出 單入雙出單入雙出雙入單出雙入單出 單入單出單入單出四種接法：VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-三、 差模信號(hào)和共模信號(hào)差模信號(hào)差模信號(hào)大小相等，極性相同大小相等，極性相同vsc1= vsc2共模信號(hào)共模信號(hào)大小相等，極性相反大小相等，極性相反vsd1= - vsd2vi2vi1222111scsdiscsdivvvvvv任意信號(hào)分解為任意信號(hào)分解為共模信號(hào)共模信號(hào)和和差模信號(hào)差模信號(hào)2121

5、scscsdsdvvvv2221212121iiscsciisdsdvvvvvvvv*差模信號(hào)定義2： vsd = vi1 - vi2vi1vi2vo1vo2vo)VV(A)2VV(A)VV(AVAVAV2i1 ivd2i1 ivc2i1 ivdscvcsdvdo-2mV2mVVEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-8mV8mV10mV6mV 抑制共模抑制共模(零漂、干擾)四、 特點(diǎn) 放大差模放大差模共模信號(hào)放大倍數(shù)極小！iRe=0雙出vo=2vo1(vo2 )(單出)聯(lián)體處為聯(lián)體處為“差模地差模地”1、對(duì)稱性(雙出)2、大Re (單出)2II=IReC

6、2C1eEEBE1Re)(=RVVVIB 一、一、靜態(tài)計(jì)算(Q1、Q2)（空載）忽略忽略IB1、IB2入手點(diǎn)：入手點(diǎn)： IReeBEEERVV=eEEBE)(0=RVVBEcCCCBEcCCCECCEVRIV)V()RIV(=VV=V1CB2B1II=I五、 性能分析？何種偏置？何種偏置？即：即：VB1=VB2=0VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-二、二、動(dòng)態(tài)計(jì)算（AV、Ri、Ro） ( (一）差模參數(shù)一）差模參數(shù)（AVd、Rid、Ro）（二）共模參數(shù)（二）共模參數(shù)（AVc、Ric、Ro）與差放接法有關(guān) 1. 雙入雙出 2. 雙入單出 3. 單入雙

7、出 4. 單入單出四種接法(1) Avd差模電壓放大倍數(shù)2i1 iodvvvvA雙入雙出差放(2)差模輸入電阻besid2rRR(3)輸出電阻 co2RR besLcrR)2R/R(2i1 i2o1ovvvv1dv1sd1oAv2v2(一）差模參數(shù)（AVd、Rid、Ro）vovi1RCT1RSRCT2RSvi2VCCVEERe+-+-+vo1vo2RL-(vi1-vi2)/2=Vsd2Vsd1=(vi1-vi2)/2RL雙入單出差放(1) Avd差模電壓放大倍數(shù)2i1 iodvvvvA(2)差模輸入電阻besid2rRR(3)輸出電阻 coRR besLcrR)R/R(211dv1sd1oA2

8、1v2v對(duì)臂輸出，對(duì)臂輸出，極性極性相反相反！VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-RLRe 單入雙出單入單入=雙入雙入vi1 = vi2 = vi /2 單入單出故： Re 對(duì) Ie 分流極小，可忽略！Re 1rRbesVEEviT1RST2RSRe+-vi1vi2+-viT1RST2RS+-vi1vi2+-IescOcvvv=AAvc共模放大倍數(shù) （二）共模參數(shù)（AVc、Ric、Ro）0vv=AscOcv單出：?jiǎn)纬觯篹besL2)1 (RrRReLR2R雙出：雙出：VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-8mV8mV10mV

9、6mVvi2VEEvi1VCCRCT1RSRCT2RS2Re+-+-vo8mV10mV6mV8mVKCMR共模抑制比cdCMRvvAAKdBlg20cdCMRvvAAK，或beseeLbesLCMR2/)(2/rRRRRrRRKCMRK雙出：?jiǎn)纬觯?VV(A)2VV(A)VV(AVAVAV2i1 ivd2i1 ivc2i1 ivdscvcsdvdo差放輸出差放輸出：)VKV(1VA)VAVA(1VAVAVAVsdCMRscsdvdsdvdscvcsdvdscvcsdvdoor為了使左右平衡，可為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器設(shè)置調(diào)零電位器: vovi1+VCCRCT1RSRCT2RSvi2RE

10、VEE6.1.3 帶恒流源的差動(dòng)放大器帶恒流源的差動(dòng)放大器恒流源特點(diǎn)恒流源特點(diǎn)： 動(dòng)態(tài)電阻大 直流電阻小ReQ不變不變V VEEEEK KCMRCMR長(zhǎng)尾式差放的長(zhǎng)尾式差放的缺點(diǎn)缺點(diǎn)：VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-T3VCCRvZEI三極管基本電流源三極管基本電流源分壓偏置基本放大電路分壓偏置基本放大電路)+(1)+(1ceebebeceorRrRRrRIo = IC=IE = (VZ VBE)/Ree212R/VRRRICCbbbE 三極管電流源VccRb1RcT

11、Rb2ReoIVccRb1RcTReoIvZ求Ro微變等效電路oIrbeRcReRb+bIoVbIrceRoeI恒流源電流：恒流源電流：e3BEZER V - V I +-vo2VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-vo1T3VCCRvZEI集成電路電流源集成電路電流源 一、一、鏡象電流源鏡象電流源三極管三極管T1、T2匹配，匹配，則,BE2BE1BE21VVVB1CR2IIIR2CIIRVVIBECCR 2時(shí)：IC1 = IC2B2C2II22C2CII)21(2C I鏡象電流源鏡象電流源VccRT2Vc2T12cIEIEIBI2IR=IREF1cI鏡象電流源鏡象電流源

12、VccRT2Vc2T12cIEIEIBI 2IR=IREF1cI二、二、 精密鏡象電流源精密鏡象電流源和普通鏡象電流源相比，其精度提高了倍該電路利用該電路利用T3的電的電流放大作用，減小流放大作用，減小了了IB對(duì)對(duì)IREF的分流作的分流作用，從而提高了用，從而提高了IC2與與IREF鏡象的精度。鏡象的精度。 RVVVIBEBECCREF3)1 (2132REFOCIII精密電流源VccRT2Vc2T12cI3BIIREF1cIT3BIBI原鏡象電流源電路中，對(duì)IREF 的分流為2IB,帶緩沖級(jí)的鏡象電流源電路中，對(duì)IREF 的分流為2IB/3, 比原來(lái)小。 精密電流源REFCoIRRII212

13、10II101oREF如果VccRT2Vc2T12cI3BIIREF1cIT3BIBIR1R2若IC2=5A,VCC=5V,則k8602CBECCIVVR存在問(wèn)題R太大，不易于集成VccRT2Vc2T12cIEIEIBI2IR=IREF1cI三、三、 微電流源微電流源TBEVVSCREFeIII/11TBEVVSCOeIII/22)ln(1SREFTBEIIVV)ln(2SOTBEIIVV22e221REOEBEBERIIVV)ln(R2eOREFTOIIVIRVVIBECCREF微電流源微電流源VccRT2Vc2T12cI21BBII IREF1cI1BI2BIRe21EI2EI+-VBE1

14、VBE2多路電流源多路電流源 在模擬集成電路中，經(jīng)常用到多路電流源。目的是用一在模擬集成電路中，經(jīng)常用到多路電流源。目的是用一個(gè)電流源對(duì)多個(gè)負(fù)載進(jìn)行偏置。個(gè)電流源對(duì)多個(gè)負(fù)載進(jìn)行偏置。/BREFCIII3e32e21e1eeRRRRREEEREFEIIIIIVccRIBTT33cIIREFcIT11cIT22cIRe1Re2Re3ReT01. 恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2. 恒流源不影響差模放大倍數(shù)。恒流源不影響差模放大倍數(shù)。3. 恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源

15、相當(dāng)于阻值為無(wú)比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無(wú)窮的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮。窮的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮。恒流源的作用恒流源的作用電流源用作電流源用作有源負(fù)載有源負(fù)載 由于電流源具有交流電阻大的特點(diǎn)（理想電流源的內(nèi)阻為無(wú)窮大），所以在模擬集成電路中被廣泛用作放大電路的負(fù)載。這種由有源器件及其電路構(gòu)成的放大電路的負(fù)載稱為有源負(fù)載有源負(fù)載。共發(fā)射極有源負(fù)載放大電路如圖所示。 T1是共射極組態(tài)的放大管，信號(hào)由基極輸入、集電極輸出。T2、T3和電阻R組成鏡象電流源代替Rc，作為T(mén)1的集電極有源負(fù)載。電流IC2等于基準(zhǔn)電流IREF。 其中ro是電流源的內(nèi)阻，即從集電極看進(jìn)去的交流等效電阻。而用電阻Rc

16、作負(fù)載時(shí)由于ro Rc所以有源負(fù)載大大提高了放大電路的電壓增益。 VccRT2VBBT1IREFT3RL+-vOvI恒流源電流：恒流源電流：e3BEZER V - V I IC1=IC2=IE/2obeicrrR2)1 (21VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-VEEvovi1VCCRCT1RSRCT2RSvi2Re+-+-vo1vo2+-T3VCCRvZEI50321krce2003e2133e33R/R1RRrrrrbeceoABVB3=?VE3=?IE3=?IE1=IE2=IE3/2IC1IE1IC2IE2rbe1=?rbe3=?2e122R)

17、1 (2)/(beSLCvdrRRRAoLCvcrRRA)1 (2)/(2222vcvdCMRAAK1e1R)1 (2beSidrRRVCCVEERc1T1RSRc2T2RSR2T34.7k4.7k100100100100Re1Re2R1Re3RL4.7k5.6k3k1.2kABVs1Vs2差動(dòng)放大器的傳輸特性曲線電流傳輸特性曲線 當(dāng)當(dāng)vid=vi1-vi2=0時(shí)，時(shí)，ic1+ic2=Io, ic1=ic2=Io/2, 即即ic1/Io=ic2/Io=0.5電路工作在曲線的電路工作在曲線的Q點(diǎn)，處于靜點(diǎn)，處于靜態(tài)態(tài).當(dāng)當(dāng)vid 在在0-VT的范圍內(nèi)，的范圍內(nèi)，vid增加時(shí)，增加時(shí)，ic1增加，

18、增加，ic2減小。減小。且且ic1、ic2與與vid呈線性關(guān)系。呈線性關(guān)系。電路工作在放大區(qū)。電路工作在放大區(qū)。當(dāng)當(dāng)vid4VT 即超過(guò)即超過(guò)100mV時(shí)，曲趨于平坦。時(shí)，曲趨于平坦。當(dāng)當(dāng)vid增大時(shí)，增大時(shí)，T1管趨于飽管趨于飽和，和，T2管趨于截止。管趨于截止。Ic1-ic2幾乎不變。這時(shí)電路工作在幾乎不變。這時(shí)電路工作在特性曲線的非線性區(qū)。特性曲線的非線性區(qū)。在兩管的發(fā)射極上分別串在兩管的發(fā)射極上分別串接電阻接電阻R1=R2=Re，可以，可以擴(kuò)大傳輸特性的線性范圍擴(kuò)大傳輸特性的線性范圍。6.2.1 集成電路及其分類(lèi)集成電路及其分類(lèi)1、小規(guī)模集成電路（0100個(gè)元件） 中規(guī)模集成電路（10

19、01000個(gè)元件） 大規(guī)模集成電路（1000個(gè)元件以上） 超大規(guī)模集成電路（十萬(wàn)個(gè)元件以上） 6.2 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 2、模擬集成電路 數(shù)字集成電路3、集成運(yùn)算放大器 集成功放 集成高頻放大器 集成中頻放大器 集成比較器集成電路集成電路: 將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：集成電路的優(yōu)點(diǎn)： 工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。集成電路的分類(lèi)：集成電路的分類(lèi)： 集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：1. 電路元件制作在一個(gè)芯片上，元件參數(shù)偏差方電路元件制作在一個(gè)芯片上，元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。向一致，溫度均一性好。2. 電阻元

20、件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到電阻元件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到20千千歐，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代歐，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代替或外接。替或外接。3. 幾十幾十 pF 以下的小電容用以下的小電容用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、大電容要外接。大電容要外接。4. 二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。符號(hào)符號(hào) (a) (b) (a) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào) (b)原符號(hào) v+（vP）同相輸入端 v-（vN）反相輸入端 vo輸出端 另外：正、負(fù)電源端，補(bǔ)償端和調(diào)零端等+ +- -voAv+v-+-+voAv+v- 一、靜態(tài)參數(shù) 1.輸入失調(diào)電壓VIO

21、 ： 對(duì)稱性 mV/uV 3.輸入失調(diào)電流 IIO ： IIO = I+ - I- uA/pA 2.輸入偏置電流IIB ： IIB = (I+ I-)/26.2.2 主要參數(shù)4.輸入失調(diào)電壓溫漂 dVIO /dT5.輸入失調(diào)電流溫漂dIIO /dT 6.最大差模輸入電壓Vidmax 超過(guò)反向擊穿7.最大共模輸入電壓Vicmax 超過(guò)時(shí)差動(dòng)對(duì)管飽和，放大器失去共模抑制能力8.最大輸出電流Iomax + +- -voI+AI-v+v-二、動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo) 1.開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Avo 2.差模輸入電阻rid 3.共模抑制比 KCMR 5.單位增益帶寬 f T (BWG)Avo 下降到1 (0dB)

22、時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率，定義為單位增益帶寬 f T 。 4.3dB帶寬 f H ： 運(yùn)算放大器的差模電壓放大倍數(shù)在高頻段下降3dB所定義的帶寬 f H 。1輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓VIO 一個(gè)理想的集成運(yùn)放，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓一個(gè)理想的集成運(yùn)放，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓也應(yīng)為零（不加調(diào)零裝置）。但實(shí)際上它的差分輸入級(jí)也應(yīng)為零（不加調(diào)零裝置）。但實(shí)際上它的差分輸入級(jí)很難做到完全對(duì)稱，通常在輸入電壓為零時(shí)，存在一定很難做到完全對(duì)稱，通常在輸入電壓為零時(shí)，存在一定的輸出電壓。在室溫（的輸出電壓。在室溫（25）及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，輸入）及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，輸入電壓為零時(shí)，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在

23、輸入電壓為零時(shí)，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在輸入端加的補(bǔ)償電壓叫做失調(diào)電壓端加的補(bǔ)償電壓叫做失調(diào)電壓VIO。實(shí)際上指輸入電壓。實(shí)際上指輸入電壓VI=0時(shí)，輸出電壓時(shí)，輸出電壓VO折合到輸入端的電壓的負(fù)值，即折合到輸入端的電壓的負(fù)值，即VIO的大小反應(yīng)了運(yùn)放制造中電路的對(duì)稱程度和電位配合的大小反應(yīng)了運(yùn)放制造中電路的對(duì)稱程度和電位配合情況。情況。VIO值愈大，說(shuō)明電路的對(duì)稱程度愈差，一般約為值愈大，說(shuō)明電路的對(duì)稱程度愈差，一般約為 （110）mV。幾種常用的調(diào)零電路幾種常用的調(diào)零電路(a)射極調(diào)零；射極調(diào)零； (b) 基極調(diào)零；基極調(diào)零； (c) 集電極調(diào)零集電極調(diào)零 2輸入偏置電流輸入偏置電

24、流IIBBJT的集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端是差分對(duì)管的基極，因此兩的集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端是差分對(duì)管的基極，因此兩個(gè)輸入端總需要一定的輸入電流個(gè)輸入端總需要一定的輸入電流IBN和和IBP。輸入偏置電流是。輸入偏置電流是指集成運(yùn)放輸出電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均指集成運(yùn)放輸出電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均值。當(dāng)值。當(dāng) 時(shí)，偏置電流為時(shí)，偏置電流為 輸入偏置電流的大小，在電路外接電阻確定之后，主要取輸入偏置電流的大小，在電路外接電阻確定之后，主要取決于運(yùn)放差分輸入級(jí)決于運(yùn)放差分輸入級(jí)BJT的性能，當(dāng)它的的性能，當(dāng)它的 值太小時(shí)，將引值太小時(shí)，將引起偏置電流增加。從使用角度來(lái)看，偏置電流愈小，

25、由信起偏置電流增加。從使用角度來(lái)看，偏置電流愈小，由信號(hào)源內(nèi)阻變化引起的輸出電壓變化也愈小，故它是重要的號(hào)源內(nèi)阻變化引起的輸出電壓變化也愈小，故它是重要的技術(shù)指標(biāo)。一般為技術(shù)指標(biāo)。一般為10nA1 A。3輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIO 由于信號(hào)源內(nèi)阻的存在，由于信號(hào)源內(nèi)阻的存在，IIO會(huì)引起一輸入電壓，破壞放大會(huì)引起一輸入電壓，破壞放大器的平衡，使放大器輸出電壓不為零。所以，希望器的平衡，使放大器輸出電壓不為零。所以，希望IIO愈小愈愈小愈好，它反映了輸入級(jí)有效差分對(duì)管的不對(duì)稱程度，一般約為好，它反映了輸入級(jí)有效差分對(duì)管的不對(duì)稱程度，一般約為1 nA0.1 A在在BJT集成電路運(yùn)放中，輸入失調(diào)

26、電流集成電路運(yùn)放中，輸入失調(diào)電流IIO是指當(dāng)輸出電壓為是指當(dāng)輸出電壓為零時(shí)流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差，即零時(shí)流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差，即4溫度漂移溫度漂移 放大器的溫度漂移是漂移的主要來(lái)源，而它又是由輸入失放大器的溫度漂移是漂移的主要來(lái)源，而它又是由輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流隨溫度的漂移所引起的，故常用兩種方調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流隨溫度的漂移所引起的，故常用兩種方式表示：式表示： 5最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Vidmax 所指的是集成運(yùn)放的反相和同相輸入端所能承受的最大電壓值。超過(guò)所指的是集成運(yùn)放的反相和同相輸入端所能承受的最大電壓值。超過(guò)這個(gè)電壓值，運(yùn)放輸入級(jí)某一側(cè)

27、的這個(gè)電壓值，運(yùn)放輸入級(jí)某一側(cè)的BJT將出現(xiàn)發(fā)射結(jié)的反向擊穿，而使運(yùn)將出現(xiàn)發(fā)射結(jié)的反向擊穿，而使運(yùn)放的性能顯著惡化，甚至可能造成永久性損壞。利用平面工藝制成的放的性能顯著惡化，甚至可能造成永久性損壞。利用平面工藝制成的NPN管約為管約為 5V左右，而橫向左右，而橫向BJT可達(dá)可達(dá) 30V以上。以上。6最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓Vicmax 這是指運(yùn)放所能承受的最大共模輸入電壓。超過(guò)這是指運(yùn)放所能承受的最大共模輸入電壓。超過(guò)Vicmax值，它的共模抑值，它的共模抑制比將顯著下降。一般指運(yùn)放在作電壓跟隨器時(shí)，使輸出電壓產(chǎn)生制比將顯著下降。一般指運(yùn)放在作電壓跟隨器時(shí)，使輸出電壓產(chǎn)生1%跟跟隨誤

28、差的共模輸入電壓幅值，高質(zhì)量的運(yùn)放可達(dá)隨誤差的共模輸入電壓幅值，高質(zhì)量的運(yùn)放可達(dá) 13V。 7。最大輸出電流。最大輸出電流Iomax 是指運(yùn)放所能輸出的正向或負(fù)向的峰值電流。通常給出輸出端短路的是指運(yùn)放所能輸出的正向或負(fù)向的峰值電流。通常給出輸出端短路的電流。電流。 8開(kāi)環(huán)差模電壓增益開(kāi)環(huán)差模電壓增益AVO 是指集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，接入規(guī)定的負(fù)載，無(wú)負(fù)反饋情況下的直是指集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，接入規(guī)定的負(fù)載，無(wú)負(fù)反饋情況下的直流差模電壓增益。流差模電壓增益。AVO與輸出電壓與輸出電壓VO的大小有關(guān)。通常是在規(guī)定的輸出的大小有關(guān)。通常是在規(guī)定的輸出電壓幅度（如電壓幅度（如VO= 10V）測(cè)得的值

29、。）測(cè)得的值。AVO又是頻率的函數(shù)，頻率高于某又是頻率的函數(shù)，頻率高于某一數(shù)值后，一數(shù)值后，AVO的數(shù)值開(kāi)始下降。的數(shù)值開(kāi)始下降。開(kāi)環(huán)差模電壓增益開(kāi)環(huán)差模電壓增益AVO OP07波特圖波特圖 開(kāi)環(huán)帶寬開(kāi)環(huán)帶寬BW又稱為又稱為3dB帶寬，是指開(kāi)環(huán)差模電壓增益下降帶寬，是指開(kāi)環(huán)差模電壓增益下降3dB時(shí)對(duì)時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率應(yīng)的頻率fH。741型集成運(yùn)放的頻率響應(yīng)型集成運(yùn)放的頻率響應(yīng)AVO（f）由于電路中補(bǔ)償電容）由于電路中補(bǔ)償電容C的作用，它的的作用，它的fH約為約為7Hz。 9開(kāi)環(huán)帶寬開(kāi)環(huán)帶寬BW（fH） TL082 波特圖波特圖 10單位增益帶寬單位增益帶寬BWG（fT） 對(duì)應(yīng)于開(kāi)環(huán)電壓增益對(duì)應(yīng)于開(kāi)環(huán)

30、電壓增益AVO頻率響應(yīng)曲線上其增益下降到頻率響應(yīng)曲線上其增益下降到AVO=1時(shí)的頻時(shí)的頻率，即率，即AVO為為0dB時(shí)的信號(hào)頻率時(shí)的信號(hào)頻率fT。它是集成運(yùn)放的重要參數(shù)。它是集成運(yùn)放的重要參數(shù)。LM384波特圖波特圖LM324波特圖波特圖 11.共模抑制比 KCMROP07TL082LM324脈沖響應(yīng)1集成電路運(yùn)算放大器的組成集成電路運(yùn)算放大器的組成 6.2.3 集成運(yùn)算放大器的基本單元電路集成運(yùn)算放大器的基本單元電路 輸入級(jí)一般是由BJT、JFET或MOSFET組成的差分式放大電路，利用它的對(duì)稱特性可以提高整個(gè)電路的共模抑制比和其他方面的性能，它的兩個(gè)輸入端構(gòu)成整個(gè)電路的反相輸入端和同相輸入

31、端。 電壓放大級(jí)的主要作用是提高電壓增益，它可由一級(jí)或多級(jí)放大電路組成 輸出級(jí)一般由電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器所組成，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。偏置電路是為各級(jí)提供合適的工作電流。 還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動(dòng)電路、過(guò)載保護(hù)電路以及高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)等 T3T4T5T1T2IS-VEE+VCC v+vo v反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端原理框圖：原理框圖：輸輸入入級(jí)級(jí)中中間間級(jí)級(jí)輸輸出出級(jí)級(jí)與與vo反相反相與與vo同相同相+-對(duì)輸入級(jí)的要求：對(duì)輸入級(jí)的要求：盡量減小零點(diǎn)漂移盡量減小零點(diǎn)漂移, ,盡量提高盡量提高 KCMR , , 輸入阻抗輸入阻抗 Ri 盡可能大。盡可能大。對(duì)中間級(jí)的

32、要求：對(duì)中間級(jí)的要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。足夠大的電壓放大倍數(shù)。對(duì)輸出級(jí)的要求：對(duì)輸出級(jí)的要求：主要提高帶負(fù)載能力，給出足主要提高帶負(fù)載能力，給出足夠的輸出電流夠的輸出電流io 。即輸出阻抗。即輸出阻抗 Ro小。小。集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)（1）采用四級(jí)以上的多級(jí)放大器，輸入級(jí)和第二）采用四級(jí)以上的多級(jí)放大器，輸入級(jí)和第二級(jí)一般采用差動(dòng)放大器。級(jí)一般采用差動(dòng)放大器。（2）輸入級(jí)常采用復(fù)合三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，以減）輸入級(jí)常采用復(fù)合三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，以減小輸入電流，增加輸入電阻。小輸入電流，增加輸入電阻。（3）輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱式射極跟隨器，以進(jìn)行）輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱式射極跟隨器，以進(jìn)行功率放

33、大，提高帶負(fù)載的能力。功率放大，提高帶負(fù)載的能力。R2T3R1R3-VEE+VCCvi2uoERCT1RCT2vi1T4為減小為減小IB， 提高輸入電阻，提高輸入電阻，T1、T2采用復(fù)合三極管采用復(fù)合三極管ICIBIE 1 2 IC1IC2IB2簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖T1,T2對(duì)管組成差分式放大電路，信號(hào)雙端輸入、單端輸出。 復(fù)合管T3,T4組成共射極電路，形成電壓放大級(jí)，以提高整個(gè)電路的電壓增益。 R7和D組成低電壓穩(wěn)壓電路以供給的基準(zhǔn)電壓，它與T9一起構(gòu)成電流源電路以提高T5的電壓跟隨能力。 R2+VCC (+10V)VEE (-10V)R1T1T213.4k13.4

34、kvi1vi2T3T4T5T6T7T8T9+-vo3ic1ic2R8R3R5R6R7R419.3kiR35.1kvo2IREFic7iR41.9k9.7kD3.5kiR52.0kiR6簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖T5,T6組成兩級(jí)電壓跟隨器，構(gòu)成電路的輸出級(jí)，它不僅可以提高帶負(fù)載的能力，而且可進(jìn)一步使直流電位下降，以達(dá)到輸入信號(hào)電壓vid=vi1-vi2為零時(shí)，輸出電壓vO=0的目的。 運(yùn)算放大器有兩個(gè)輸入端（即反相輸入端1和同相輸入端2）,與一個(gè)輸出端3。在運(yùn)算放大器的代表符號(hào)中，反相輸入端用-號(hào)表示，同相輸入端用+表示。器件外端輸入、輸出相應(yīng)地用N,P和O表示 R2+VCC

35、 (+10V)VEE (-10V)R1T1T213.4k13.4kvi1vi2T3T4T5T6T7T8T9+-vo3ic1ic2R8R3R5R6R7R419.3kiR35.1kvo2IREFic7iR41.9k9.7kD3.5kiR52.0kiR6輸入和輸出的相位：利用瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法分析可知，當(dāng)輸入信號(hào)電壓vi1從反相輸入端輸入時(shí)（vi2=0），如vi1的瞬時(shí)變化極性為(+)時(shí)，各級(jí)輸出端的瞬時(shí)電位極性為：vC2（+）vO2（）vB6（）vO（）則輸出信號(hào)電壓vo與vi1反相；同時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)電壓從同相端輸入vi2(vi1=0)時(shí)，可以檢驗(yàn)，輸出電壓vo與vi2同相。 +-13.4kR2

36、+VCC (+10V)VEE (-10V)R1T1T213.4kvi1vi2T3T4T5T6T7T8T9+-vo3ic1ic2R8R3R5R6R7R419.3kiR35.1kvo2IREFic7iR41.9k9.7kD3.5kiR52.0kiR6簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖mA1)(87RVVVIBEEECCCmA5 .02721CCCIIIV3 . 3223RIVVCCCBmA14 . 14343RVIIBRRV7 . 06BVV2 . 47 . 0335RIVVRCCEmA15655RVVIBEEmA5)(066RVIEEE靜態(tài)計(jì)算VO=0V從長(zhǎng)尾電流入手從長(zhǎng)尾電流入手13

37、.4kR2+VCC (+10V)VEE (-10V)R1T1T213.4kvi1vi2T3T4T5T6T7T8T9+-vo3ic1ic2R8R3R5R6R7R419.3kiR35.1kvo2IREFic7iR41.9k9.7kD3.5kiR52.0kiR6簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖靜態(tài)計(jì)算ECCCCECEVRIVVV1121V4)7 . 0(11RIVCCCV3)(4334RRIVVRCCCEV106CEVV8 . 57 . 0555RIVVRCCCEV7 . 27 . 043CECEVV13.4kR2+VCC (+10V)VEE (-10V)R1T1T213.4kvi1vi2T3T4T5T6T7T8T9+-vo3ic1ic2R8R3R5R6R7R419.3kiR35.1kvo2IREFic7iR41.9k9.7kD3.5kiR52.0kiR6簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器的原理圖13.4kR2+VCC (+10V)VEE (-10V)R1T1T213.4kvi1vi2T3T4T5T6T7T8T9+-vo