《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件）第六章 集成运算放大器

第六章集成运算放大器 §1集成运算放大器的特点及组成 §2集成运算放大器的单元电路 $3典型集成运算放大器介绍 S4_集成运算放大器的主要参数 §5集成运算放大器的工作特性

第六章 集成运算放大器 §1 集成运算放大器的特点及组成 §2 集成运算放大器的单元电路 §3 典型集成运算放大器介绍 §4 集成运算放大器的主要参数 §5 集成运算放大器的工作特性

§1集成运算放大电路的特点及组成 集成电路1IC(Integrated Circuit) 集成电路是20世纪60年代初期发展起来的一种半 导体器件，它是在半导体制造工艺的基础上，把整 个电路的各个元件以及相互之间的连接线同时制造 在一块半导体芯片上，实现了材料、元件和电路的 统一。因此它的密度高、引线短，外部接线大为减 少，从而提高了电子设备的可靠性和灵活性。 最常见的模拟集成电路有集成运算放大电路、集 成稳压电源、集成乘法器和集成功率放大电路等

§1 集成运算放大电路的特点及组成 集成电路IC (Integrated Circuit) 集成电路是20世纪60年代初期发展起来的一种半 导体器件，它是在半导体制造工艺的基础上，把整 个电路的各个元件以及相互之间的连接线同时制造 在一块半导体芯片上，实现了材料、元件和电路的 统一。因此它的密度高、引线短，外部接线大为减 少，从而提高了电子设备的可靠性和灵活性。 最常见的模拟集成电路有集成运算放大电路、集 成稳压电源、集成乘法器和集成功率放大电路等

一、集成运算放大器的特点 集成运放是一种具有高放大倍数的多级直接耦合放大 电路，因为最初被用于模拟运算中，故名运算放大电路。 1、由集成电路工艺制造出来的元器件，虽然其参数的精度不 是很高，受温度的影响也比较大，但由于各有关元器件都同处 在一个硅片上，距离又非常接近，因此对称性较好，特别适合 制作对称结构的电路。 2、由集成电路工艺制造出来的电阻，其阻值范围有一定的局 限性，一般在几十欧到几十干欧之间。 3、集成电路工艺不适于制造几十皮法以上的电容器，至于制 造电感器就更困难。 4、大量使用晶体管作有源器件。 5、集成电路的芯片面积小，集成度高，各个元器件工作电 流很小，一般在毫安以下；功耗很低，一般在毫瓦以下

一、集成运算放大器的特点 集成运放是一种具有高放大倍数的多级直接耦合放大 电路，因为最初被用于模拟运算中，故名运算放大电路。 1、由集成电路工艺制造出来的元器件，虽然其参数的精度不 是很高，受温度的影响也比较大，但由于各有关元器件都同处 在一个硅片上，距离又非常接近，因此对称性较好，特别适合 制作对称结构的电路。 2、由集成电路工艺制造出来的电阻，其阻值范围有一定的局 限性，一般在几十欧到几十千欧之间。 3、集成电路工艺不适于制造几十皮法以上的电容器，至于制 造电感器就更困难。 4、大量使用晶体管作有源器件。 5、集成电路的芯片面积小，集成度高，各个元器件工作电 流很小，一般在毫安以下；功耗很低，一般在毫瓦以下

二、集成运算放大器的组成 实质上是一种高电压增益、高输入电阻和低输 出电阻的多级直接耦合放大电路。 输入级 中间级 输出级 偏置电路

二、集成运算放大器的组成 实质上是一种高电压增益、高输入电阻和低输 出电阻的多级直接耦合放大电路。 偏置电路 输入级 中间级 输出级

§2集成运算放大器的单元电路 。 差分放大电路 电流源电路 采用复合管和有源负载的中间放大级 。】 输出级中的过载保护电路

§2 集成运算放大器的单元电路 • 差分放大电路 • 电流源电路 • 采用复合管和有源负载的中间放大级 • 输出级中的过载保护电路

一、差分放大电路 Rc 1、基本形式 Kb2 (1)零点漂移的抑制 理想情况下，左右两部分元器件参数完全相同。 静态时，1=42=0，则1co1=1co2,Uco1=Uco2 Uo=UCOI-UCQ2=0 Uo=(UcQI+AUcQI )-(Uco2+AUCo2 )=0 VT1和VT2输出端的温漂现象相互抵消

一、差分放大电路 1、基本形式 +VCC VT1 VT2 RC RC Rb2 Rb2 + uO－ uI1 uI2 Rb1 Rb1 （1）零点漂移的抑制 理想情况下，左右两部分元器件参数完全相同。 静态时，uI1 =uI2=0，则 ICQ1 = ICQ2 ， UCQ1 = UCQ2 UO = UCQ1－UCQ2 = 0 VT1和VT2输出端的温漂现象相互抵消。 UO = （UCQ1 + ΔUCQ1）－（UCQ2 + ΔUCQ2 ）= 0

】 一、差分放大电路 Rc 1、 基本形式 Rp (2)信号输入方式 共模输入电压：与42大小相等，极性相同，记作4c。 △uc1=△c2 △uo=0 差模输入电压：与42大小相等，极性相反，记作4a。 △uc1=-△uc2 △uo=2△uc1 比较输入电压：与山2的大小极性任意。 可认为是某个差模信号和某个共模信号的组合

一、差分放大电路 1、基本形式 +VCC VT1 VT2 RC RC Rb2 Rb2 + uO－ uI1 uI2 Rb1 Rb1 （2）信号输入方式 差模输入电压： 共模输入电压： 比较输入电压： uI1与uI2大小相等，极性相反，记作uId 。 uC1 = −uC2 uO = 2uC1 uI1与uI2大小相等，极性相同，记作uIc 。 uC1 = uC2 uO = 0 uI1与uI2的大小极性任意 。 可认为是某个差模信号和某个共模信号的组合

一、差分放大电路 Rc 1、基本形式 n (2)信号输入方式 例1：wm=10mV,up=6mV uid=u1l U12 分解为：m=8mV+2mV 4e=之(un+n) up=8 mV-2 mV ule =8 mv uld=4 mV 例2：um=20mV,u2=16mV 分别分析差放对差模信 号和共模信号的响应再叠 分解为：um=18mV+2mV 加即可。 up =18 mV -2 mV uie =18 mV uid=4 mV

一、差分放大电路 1、基本形式 +VCC VT1 VT2 RC RC Rb2 Rb2 + uO－ uI1 uI2 Rb1 Rb1 （2）信号输入方式 例1: uI1 = 10 mV , uI2 = 6 mV 分解为： uI1 = 8 mV + 2 mV uI2 = 8 mV－2 mV u uId = 4 mV Ic = 8 mV 例2: uI1 = 20 mV , uI2 = 16 mV 分解为： uI1 = 18 mV + 2 mV uI2 = 18 mV－2 mV u uId = 4 mV Ic = 18 mV uId = uI1 － uI2 uIc = 1 （uI1 + uI2） 2 分别分析差放对差模信 号和共模信号的响应再叠 加即可

一、差分放大电路 Rc 1、基本形式 (3)存在问题 ①完全抑制零点漂移是建立在电路理想对称的假设下 的，这在实际中是无法实现的。 ②当负载一端接地，只能由一个集电极输出时零点漂 移也无法完全抑制。 减小每个管子输出端的温漂

一、差分放大电路 1、基本形式 +VCC VT1 VT2 RC RC Rb2 Rb2 + uO－ uI1 uI2 Rb1 Rb1 （3）存在问题 ① 完全抑制零点漂移是建立在电路理想对称的假设下 的，这在实际中是无法实现的。 ② 当负载一端接地，只能由一个集电极输出时零点漂 移也无法完全抑制。 减小每个管子输出端的温漂

一、差分放大电路 Rc 2、长尾式 Kb2 R:长尾电阻引入一个共模负反馈，抑制共模信号。 E:负电源抵消长尾电阻两端的直流压降，获得合适的静 态工作点，使射极静态电位在0V左右。 R,:用作发射极调零的调零电位器

一、差分放大电路 2、长尾式 +VCC VT1 VT2 RC RC + uO－ Rb2 Rb2 uI1 uI2 Rb1b Rb1b Re EE Rp Re: 长尾电阻引入一个共模负反馈，抑制共模信号。 EE :负电源抵消长尾电阻两端的直流压降，获得合适的静 态工作点，使射极静态电位在0V左右。 Rp : 用作发射极调零的调零电位器