nullnull6.2 集成电路中的电流源6.3 差分式放大电路6.1 集成电路运算放大器概述 6.4 集成电路运算放大器的主要参数*6.5 专用型集成电路运算放大器*6.6 放大电路中的噪声与干扰null集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路； 6.1 集成运算放大器概述null集成电路内部结构的特点1. 电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。2. 电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。4. 二极管一般用三极管的发射结构成。null运算放大器的方框图null对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io 。即输出阻抗 ro小。nullnull通用型集成电路运算放大器nullend简化电路null ri 大: 几十k 几百 k运放的特点：KCMRR 很大 ro 小：几十 几百 A o 很大: 104 107运放符号：国际符号国内符号6.2 集成电路中的恒流源6.2 集成电路中的恒流源 镜像电流源 多路电流源 电流源作有源负载 微电流源null电流源的要求：有足够大的动态内阻；对温度的敏感度极低；能对抗电源电压或其他外因的变化。归纳起来就是电流源电路应具有不受外界因素影响的恒流特性。而且可用它取代电阻作为放大器的负载，是集成运放中应用最广泛的单元电路之一。电流源电路不仅可用作各种放大电路的恒流偏置
(为放大电路提供稳定的偏置电流)，电流源种类很多，但有一个共同的特点即直流等效电阻小，交流等效电阻很大，且具有良好的恒流特性。
（电流源的恒流特性决定于电流源输出电阻的大小，输出电阻越大，恒流效果越好）null1. 镜像电流源恒流特性IC2看作IREF的镜像。由图可知，null1. 镜像电流源交流电阻（可由小信号等效电路计算） 由于T2的集电极电流基本不变。所以交流量一般Ro在几百千欧以上null1. 镜像电流源精度更高的镜像电流源 由于增加了T3，减小IB对IREF的分流，提高了IC2与IREF互成镜像的精度。 2. 微电流源所以IC2也很小 null3. 多路电流源null4. 电流源作有源负载共射电路的电压增益为： 对于此电路Rc就是镜像电流源的交流电阻，因此增益为比用电阻Rc作负载时提高了。end放大管null定性分析电路,说明T1,T2在电路中的作用.例题6.3 差分式放大电路6.3 差分式放大电路 直接耦合放大电路 零点漂移 电路组成及工作原理 抑制零点漂移原理 6.3.1 概述 6.3.2 基本差分式放大电路 6.3.3 FET差分式放大电路 6.3.4 差分式放大电路的传输特性 差分式放大电路中的一般概念 主要指标计算 几种方式指标比较null6.3.1 概述1. 直接耦合放大电路既可放大直流信号，也可放大交流信号2. 直接耦合放大电路存在的问题a.零点漂移：主要原因：温漂指标：鉴于集成工艺难以制作电感和较大的电容，集成运算放大器都要采用直接耦合方式温度变化引起，也称温漂（电源电压波动也是原因之一）温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。b.前后级Q点相互影响null例如若第一级漂了100 uV，则输出漂移 10 mV 。 若第二级也漂了100 uV，则输出漂移 1V+10 mV 。假设 第一级是关键3. 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如“斩波稳零放大器” 采用差分式放大电路漂了 100 uV漂移
10 mV+100 uV漂移
1 V+ 10 mV漂移
1 V+ 10 mVnull共模抑制比反映差放抑制共模信号的能力4. 差分式放大电路中的一般概念根据上面两式有差分式放大电路输入输出结构示意图差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益总输出电压差模信号输出共模信号输出KCMR (dB) =(分贝)null6.3.2 基本差分式放大电路1. 电路组成及工作原理静态对称性结构、恒流源式（或电阻式）长尾双端输出电压单端输出电压uo1 = uo2 = UC1 = UC2null动态1. 电路组成及工作原理差模输入信号： ui1 =- ui2 =ud (较大)设uC1 =UC1 +uC1, uC2 =UC2+uC2差模电压放大倍数：长尾的电流、电压增量为零，即长尾对差模信号短路。因ui1 = -ui2， uC1 =-uC2 uo= uC1 - uC2= uC1- uC2 =2uC1大小相等，极性相反null共模输入信号： ui1 = ui2 = uC理想情况：ui1 = ui2 uC1 = uC2 uo= 0 共模电压放大倍数：（很小)在电路对称（或匹配）时，双端输出共模信号完全被抑制掉了；电路匹配性较差或从单端输出也能抑制共模信号（恒流源动态内阻R0）电路的匹配精度越高，长尾电阻越大，差分放大电路抑制共模信号的能力越强。由于恒流源动态内组很大故其具有很强的共模抑制能力。差分式放大电路对差模信号有放大作用，对共模信号有很强抑制作用。（大小相等，极性相同）null2. 抑制零点漂移 温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产生变化。且变化趋势是相同的，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。
uo= UC1 - UC2 = 0uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0当 ui1 = ui2 =0 时：当温度变化时：null长尾的作用：T °C（1）直流负反馈，稳定静态工作点null（2） R0对共模信号有抑制作用（原理同上，长尾电阻越大，差放抑制共模信号的能力越强）（3） R0对差模信号相当于短路ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 IE不变ie1 = - ie2 null3. 主要指标计算差动放大器共有四种输入输出方式:1. 双端输入、双端输出（双入双出）2. 双端输入、单端输出（双入单出）3. 单端输入、双端输出（单入双出）4. 单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：差模电压放大倍数、共模电压放大倍数差模输入电阻输出电阻null3. 主要指标计算（1）差模电压增益接入负载时（双入、双出交流通路）
双入、单出 双入、双出接入负载时RL中点为交流地点位null3. 主要指标计算（1）差模电压增益 单端输入 可认为ro支路开路，指标计算与双端输入相同null（2）共模电压增益 双端输出 共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。所以共模增益 单端输出抑制共模能力增强流过长尾的电流是两管电流之和，计算中长尾电阻应加倍null如果任意输入ui1 、ui2同时作用uC + ud/2uC - ud/2结论:当两输入端有任意输入时,相当于共模输入和差模输入共存null（3）共模抑制比双端输出，理想情况单端输出越大抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压（4）频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。/=||null4. 几种方式指标比较null4. 几种方式指标比较nullRidRod差模信号作用下的微变等效电路null例题差分电路中为使输入为零时输出也为零，加入了调零电位器，已知β1 =β=150，VBE1= VBE2=0.7，其他参数如图。（1）求差模输入电阻rid，输出电阻ro，及差模电压增益AVD（2）求共模模输入电阻rid，共模电压增益AVC及共模抑制比KCMRnull解在实际电路中，电路参数不可能完全对称，通常用电位器实现平衡。设电位器动端在中间位置。则有电压增益输入输出电阻（1）差模指标null（2）共模指标电压增益输入输出电阻共模抑制比null与共源电路相同6.3.3 FET差分式放大电路1. 电路组成2. 差模增益3. 差模输入电阻nullend6.2.3 差分式放大电路的传输特性图中纵坐标为6.4 集成电路运算放大器的主要参数6.4 集成电路运算放大器的主要参数1. 输入失调电压VIO2. 输入偏置电流IIB3. 输入失调电流IIO4. 温度漂移（1）输入失调电压温漂VIO / T（2）输入失调电流温漂IIO / T5. 最大差模输入电压Vidmax6. 最大共模输入电压Vicmax7. 最大输出电流Iomax6.4 集成电路运算放大器的主要参数6.4 集成电路运算放大器的主要参数8. 开环差模电压增益AVO9. 开环带宽BW (fH)10. 单位增益带宽 BWG (fT)11. 转换速率SRendnull
浙公网安备 33021202002483