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第四章 集成运算放大电路
4.1 概述 4.2 集成运放中的电流源电路 4.3 集成运放简介 4.4 集成运放的性能指标
重点:基本电流源电路的组成和工作原理 集成运放的性能指标

4.1 概述
集成运算放大器属于多级直接耦合放大电路

ui

输入

中间

输出

uo

差放电路: 差放电路: 抑制零漂

偏置 共射电路: 共射电路: 提高放大倍数

互补电路: 互补电路: 提高带负载能力

电流源: 电流源: 提供直流偏置

集成运放传输特性

uom

uo

up un

uid + Aod uo

-uom 集成运放差动输入级有两个输入 集成运放差动输入级有两个输入up、 un。 差动输入级有两个输入 当信号从u 输入,输出u 极性相反, 反相输入端; 当信号从 n输入,输出 o与un极性相反,称 un反相输入端; 当信号从u 输入,输出u 极性相同, 同相输入端。 当信号从 p输入,输出 o与up极性相同,称 up同相输入端。

4.2 集成运放中的电流源电路
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源 二、比例电流源 特点: 特点:输出电流与参考电流有镜像关系。 特点:输出电流与参考电流有比例关系。 特点:输出电流与参考电流有比例关系。

三、微电流源

特点:能提供微安数量级的输出电流。 特点:能提供微安数量级的输出电流。

U BE 0 ? U BE1

I E0 I E0 I E1 = U T ln ? U T ln = U T ln = I E 1 Re IS IS I E1

IR U T ln = I C 1 Re I C1
U BE UT

I E ≈ I Se

4.2.2 改进型电流源电路
特点:进一步提高了电流源的精度和温度稳定性。 特点:进一步提高了电流源的精度和温度稳定性。

加射极输出器的电流源

4.3 集成运放简介

4.4 集成运放的性能指标
主要参数
1) 输入失调电压 U IO ) 使 UO = 0,输入端施加的补偿电压 , 2) 输入偏置电流 I IB )
1 I IB = (I BN + I BP) UO = 0 时 , 2 10 nA ? 1 ?A Up 3) 输入失调电流 IIO )
IBP

几毫伏

UO = 0 时, I IO = I BN ? I BP 1 nA ? 0.1 ?A

Ui d
IBN

+ Uo

Un

4) 开环电压增益 Aud ) 100000 ? 10000000 5) 差模输入电阻 R id ) 几十千欧 ? 几兆欧 输出电阻 Ro 几十欧 ? 几百欧 6) 共模抑制比 KCMR )
Aud KCMR = 20 lg (dB) > 80 dB Auc

7) 最大差模输入电压 UIdM ) 过大时, 结可能因反压过大而被击穿。 当 UId 过大时,反偏的 PN 结可能因反压过大而被击穿。 8)最大共模输入电压 UICM ) 过大, 共模输入 U IC 过大,K CMR下降
9) 开环带宽 H ----fH 为开环增益下降 3 dB (0.707倍)时的频率 开环带宽f 倍 时的频率 (几赫兹 几赫兹) 几赫兹 10) 单位增益带宽 fc ----f C 为开环增益下降至 0 dB(即Aod = 1) 即 时的频率 Aod 11) 转换速率 转换速率SR ---- S =duo R dt max ( V/ ?s) f


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