集成运算放大器电路-集成运算放大电路分析(图解)
集成运算放大器电路-集成运算放大电路分析A. 集成运算放大器中的恒流源
一、基本镜象电流源
![](http://t./d/p/200791422272674.gif)
![](http://t./d/p/2007914222722498.jpg)
改进电路一:
![](http://t./d/p/200791422272956.gif)
图6.2是带有缓冲级的基本镜象电流源,它是针对基本镜象电流源缺点进行的改进, 两者不同之处在于wwW.SsbBww.Com增加www.8 t tt8. com了三极管T3,其目的是减少三极管T1、T2的IB对IR的分流作用,提高镜象精度,减少β值不够大带来 的影响。
改进电路二:
![](http://t./d/p/200791422272810.gif)
图6.3是带有发射极电阻的镜象电流源,其中Re1=Re2,两管的输入仍有对称性,
8ttt8
若此电路Re1不等于Re2,则IC2与(Re1、Re2)的比值成比例,因此www.8 t tt8. com,此电流源又称为比例电流源。
二、微电流源
![](http://t./d/p/200791422272448.gif)
三、电流源的主要应用-有源负载
前面曾提到,增大Rc
www.ssbbww.com提高共射放大电路的电压增益。
dddTt,Rc不能很大,
8 Tt t 8. com在集成工艺中制造大电阻的代价太高,而且,在电源电压不变的
8 tt t 8. com下,Rc越大,
www.d dd tT. com输出幅度越小。
8ttt8,能否找到一种元件代替RC,其动态电阻大,使得电压增益增大,但静态电阻较小。因而不致于减小输出幅度呢?自然地,
sSBbWw
www.ssbbww.com考虑晶体管恒流源。
www.ddd tt. com电流源具有直流电阻小,交流电阻大的特点,在模拟集成电路中
地把它作负载使用--有源负载,如图6.6所示ssBbww。
集成运算放大器电路-集成运算放大电路分析B. 差分式放大电路
基本概念:
![](http://t./d/p/200791423655871.jpg)
一、基本差分放大电路
1. 基本电路
![](http://t./d/p/20079142373586.gif)
基本差动式放大器如图6.8所示ssBbww。 图中 T1,T2是特性
dddTt.com的晶体管,电路对称,参数也对称。如:VBE1=VBE2,Rc1=Rc2=Rc,Rb1=Rb2= Rb,β1=β2=β。电路有两个输入端和两个输出端。
2. 工作原理
(1)当vi1=vi2=0时,即静态时,
www.ddd tt. com电路
8 t tt8. com对称:Ic1= Ic2= I0/2, Rc1Ic1 = Rc2Ic2,Vo=Vc1-Vc2=0即输入为0时,输出也为0。
(2)加入差模信号时,即vs1=-vs2=vsd/2,从电路看vB1增大使得iB1增大,使ic1增大,使得vc1减小vB2减小使得iB2减小,又使得ic2减小,使得vc2增大.由此可推出:vo=vc1 - vc2=2vc1,每个变化量v不等于0,
8ttt8有信号输出。
若在输入端加共模信号,即vs1=vs2,
www.ddd tt. com电路的对称性和恒流源偏置,理想
8 tt t 8. com下vo=0,无输出。
这
www.hnygpx.com所谓"差动"的意思;即两个输入端之间
有差别, 输出端才有变动。一、基本镜象电流源
![](http://t./d/p/200791422272674.gif)
![](http://t./d/p/2007914222722498.jpg)
改进电路一:
![](http://t./d/p/200791422272956.gif)
图6.2是带有缓冲级的基本镜象电流源,它是针对基本镜象电流源缺点进行的改进, 两者不同之处在于wwW.SsbBww.Com增加www.8 t tt8. com了三极管T3,其目的是减少三极管T1、T2的IB对IR的分流作用,提高镜象精度,减少β值不够大带来
![](http://t./d/p/200791422271748.gif)
改进电路二:
![](http://t./d/p/200791422272810.gif)
图6.3是带有发射极电阻的镜象电流源,其中Re1=Re2,两管的输入仍有对称性,
![](http://www./d/t/suoyi.jpg)
![](http://t./d/p/200791422271469.gif)
二、微电流源
![](http://t./d/p/200791422272448.gif)
![](http://t./d/p/2007914222728687.jpg)
三、电流源的主要应用-有源负载
前面曾提到,增大Rc
![](http://www./d/t/keyi.jpg)
![](http://www./d/t/danshi.jpg)
![](http://www./d/t/yinwei.jpg)
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
![](http://www./d/t/daozhi.jpg)
![](http://www./d/t/naime.jpg)
![](http://www./d/t/women.jpg)
![](http://www./d/t/keyi.jpg)
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://www./d/t/guangfa.jpg)
![](http://t./d/p/200791422273071.gif)
集成运算放大器电路-集成运算放大电路分析B. 差分式放大电路
基本概念:
![](http://t./d/p/200791423655871.jpg)
一、基本差分放大电路
1. 基本电路
![](http://t./d/p/20079142373586.gif)
基本差动式放大器如图6.8所示ssBbww。 图中 T1,T2是特性
![](http://www./d/t/xiangtong.jpg)
2. 工作原理
(1)当vi1=vi2=0时,即静态时,
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://www./d/t/wanquan.jpg)
(2)加入差模信号时,即vs1=-vs2=vsd/2,从电路看vB1增大使得iB1增大,使ic1增大,使得vc1减小vB2减小使得iB2减小,又使得ic2减小,使得vc2增大.由此可推出:vo=vc1 - vc2=2vc1,每个变化量v不等于0,
![](http://www./d/t/suoyi.jpg)
若在输入端加共模信号,即vs1=vs2,
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
这
![](http://www./d/t/jiushi.jpg)
3、抑制零点漂移的原理
在差分电路中,无论是温度的变化,
还是电流源的波动都会引起两个三极管的iC及vC的变化。
![](http://www./d/t/zhege.jpg)
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
![](http://www./d/t/xiangtong.jpg)
(1)vi1 不等于 -vi2,信号中含有共模信号;
(2)干扰信号(通常是
![](http://www./d/t/tongshi.jpg)
(3)零漂。
实际8ttt8
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
![](http://www./d/t/wanquan.jpg)
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
![](http://www./d/t/women.jpg)
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://www./d/t/women.jpg)
4、主要技术指标的计算
![](http://t./d/p/20079142374629.gif)
(1)静态工作点的估算
IC1=IC2=Ic=IO/2
VC1=VC2=Vcc-IcRc
IB1=IB2=Ic/β=IB=I/2β
(2)差摸电压增益和输入、输出电阻
差放电路有两个输入端和两个输出端。同样, 输出也分双端输出和单端输出方式。组合起来,有四种连接方式:双端输入双端输出、双端输入单端输出,单端输入双端输出,单端输入单端输出。
![](http://t./d/p/20079142363798.gif)
(a)双入双出电路
差模输入: vi1=-vi2=vid/2,则iC1上升时,iC2下降。
若电路
![](http://www./d/t/wanquan.jpg)
![](http://www./d/t/yinwei.jpg)
![](http://www./d/t/keyi.jpg)
![](http://t./d/p/2007914237861.gif)
由上面的计算可见,负载在电路
![](http://www./d/t/wanquan.jpg)
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
差模输入电阻Ri:从两个输入端看进去的等效电阻Ri=2rbe
差模输出电阻R0:从两个输出端看进去的等效电阻R0=2RC
R0, Ri是单管的两倍。
(b)双入单出电路
对于 差模信号:
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://t./d/p/2007914237476.gif)
![](http://t./d/p/20079142319293.gif)
差模输入电阻:
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://www./d/t/suoyi.jpg)
差模输出电阻: R0=Rc1。
(c)单端输入电路
对于 单端输入,相当与图6.10的b2接地。当vi>0时,ic1增大,使ie1也增大,ve增大。
![](http://www./d/t/youyu.jpg)
![](http://www./d/t/suoyi.jpg)
![](http://www./d/t/suoyi.jpg)
![](http://www./d/t/renran.jpg)
![](http://www./d/t/zhuangkuang.jpg)
可见:
① 只要是双端出,不管是单入还是双入,其AVD、Ri、Ro都是一样的。
![](http://t./d/p/20071010103857.gif)
② 只要是单端出,不管是单入还是双入,其AVD、Ri、Ro
![](http://www./d/t/yeshi.jpg)
![](http://t./d/p/20071010103811.gif)
(3)共模电压增益
![](http://t./d/p/20079142362963.gif)
① 双端输出的AVC。
![](http://www./d/t/yinwei.jpg)
![](http://www./d/t/cishi.jpg)
![](http://t./d/p/2007914237541.gif)
实际8ttt8上,电路
![](http://www./d/t/wanquan.jpg)
![](http://www./d/t/rongyi.jpg)
② 单端输出的AVC
对于 共模信号,
![](http://www./d/t/yinwei.jpg)
![](http://www./d/t/tongshi.jpg)
![](http://www./d/t/tongshi.jpg)
![](http://www./d/t/jiushi.jpg)
![](http://t./d/p/2007914236707.gif)
(4)共模抑制比KCMR
![](http://t./d/p/200791423633200.jpg)
集成运算放大器电路-集成运算放大电路分析C. 集成电路运算放大器
模拟集成电路的分类
模拟集成电路按功能大致可分为:
线性放大器、功率放大器、 比较器、乘法器、稳压器、(D/A 、A/D)转换器、锁相环器件等。
其中线性放大器按性能可分为通用型和专用型。 线性放大器中,发展最早、应用最广的是集成运算放大电路。图6.13示出部分运放的实物图。
![](http://t./d/p/2007914233224915.gif)
一、简单集成电路运算放大器
1、集成运放的基本组成框图和符号(如图6.14所示ssBbww)
![](http://t./d/p/200791423328143.gif)
2、一个简单的集成运放(如图6.15所示ssBbww)
![](http://t./d/p/200791423328080.gif)
(1)直流分析:
![](http://t./d/p/200791423323044.gif)
(2)放大电路总增益的计算
![](http://t./d/p/200791423323439.gif)
集成运算放大器电路-集成运算放大电路分析D. 集成电路运算放大器的主要参数
![](http://t./d/p/2007914233628133.jpg)
5、最大差摸输入电压Vidmax
6、最大共摸输入电压ViCmax
7、最大输出电流IOmax
8、开环电压增益AVO
运放在无外加反馈
![](http://www./d/t/qinkuang.jpg)
![](http://t./d/p/200791423364438.gif)
9、开环带宽BW(fH)
10、单位增益带宽BW(fT)
11、转换速率SR
![](http://t./d/p/200791423361042.gif)
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