第四章集成運算放大電路大家網：/1/25第四章集成運算放大電路§4.1概述§4.2集成運放中電流源§4.3集成運放電路分析及其性能指標大家網：/2/25§4.1

概述一、集成運放特點二、集成運放電路組成三、集成運放電壓傳輸特征

大家網：/3/25一、集成運放特點（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好一致性采取差分放大電路和電流源電路。（2）用復雜電路實現高性能放大電路，因為電路復雜化并不帶來工藝復雜性。（3）用有源元件替換無源元件，如用晶體管取代難于制作大電阻。（4）采取復合管。

集成運算放大電路，簡稱集成運放，是一個高性能直接耦合多級放大電路。因首先用于信號運算，故而得名。大家網：/4/25二、集成運放電路組成兩個輸入端一個輸出端

若將集成運放看成為一個“黑盒子”，則可等效為一個雙端輸入、單端輸出差分放大電路。大家網：/5/25集成運放電路四個組成部分作用輸入級：前置級，多采取差分放大電路。要求Ri大，Ad大，

Ac小，輸入端耐壓高。中間級：主放大級，多采取共射放大電路。要求有足夠放大能力。輸出級：功率級，多采取準互補輸出級。要求Ro小，最大不失真輸出電壓盡可能大。偏置電路：為各級放大電路設置適當靜態工作點。采取電流源電路。幾代產品中輸入級改變最大！大家網：/6/25三、集成運放電壓傳輸特征

因為Aod高達幾十萬倍，所以集成運放工作在線性區時最大輸入電壓(uP－uN)數值僅為幾十～一百多微伏。在線性區：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是開環差模放大倍數。非線性區

(uP－uN)數值大于一定值時，集成運放輸出不是＋UOM

,

就是－UOM，即集成運放工作在非線性區。uO=f(uP-uN)大家網：/7/25§4.2

集成運放中電流源一、鏡像電流源二、微電流源三、多路電流源四、有源負載大家網：/8/25一、鏡像電流源T0和T1特征完全相同。在電流源電路中充分利用集成運放中晶體管性能一致性。電路中有負反饋嗎？基準電流大家網：/9/25二、微電流源設計過程很簡單，首先確定IE0和IE1，然后選定R和Re。超越方程Re要求提供很小靜態電流，又不能用大電阻。大家網：/10/25三、多路電流源

依據所需靜態電流，來選取發射極電阻數值。

依據所需靜態電流，來確定集電結面積。

依據所需靜態電流，來確定溝道尺寸。大家網：/11/25四、有源負載

①哪只管子為放大管？②其集電結靜態電流約為多少？③靜態時UIQ為多少？④為何要考慮

h22?1.用于共射放大電路大家網：/12/252.用于差分放大電路①電路輸入、輸出方式？②怎樣設置靜態電流？③靜態時iO約為多少？④動態時ΔiO約為多少？

使單端輸出電路差模放大倍數近似等于雙端輸出時差模放大倍數。靜態：動態：大家網：/13/25§4.3

集成運放電路分析及其性能指標二、讀圖舉例三、集成運放性能指標一、讀圖方法大家網：/14/25一、讀圖方法（1）了解用途：了解要分析電路應用場所、用途和技術指標。（2）化整為零：將整個電路圖分為各自含有一定功效基本電路。（3）分析功效：定性分析每一部分電路基本功效和性能。（4）統觀整體：電路相互連接關系以及連接后電路實現功效和性能。（5）定量計算：必要時可估算或利用計算機計算電路主要參數。已知電路圖，分析其原理和功效、性能。大家網：/15/25二、舉例：F007——通用型集成運放

對于集成運放電路，應首先找出偏置電路，然后依據信號流通次序，將其分為輸入級、中間級和輸出級電路。大家網：/16/25

若在集成運放電路中能夠估算出某一支路電流，則這個電流往往是偏置電路中基準電流。找出偏置電路大家網：/17/25雙端輸入、單端輸出差分放大電路以復合管為放大管、恒流源作負載共射放大電路用UBE倍增電路消除交越失真準互補輸出級三級放大電路簡化電路

分解電路大家網：/18/25輸入級分析

T3、T4為橫向PNP型管，輸入端耐壓高。共集形式，輸入電阻大，允許共模輸入電壓幅值大。共基形式頻帶寬。共集-共基形式Q點穩定：T（℃）↑→IC1↑IC2↑→IC8↑IC9與IC8為鏡像關系→IC9↑，因IC10不變→

IB3↓IB4↓→IC3↓IC4↓→IC1↓IC2↓

T1和T2從基極輸入、射極輸出T3和T4從射極輸入、集電極輸出大家網：/19/25輸入級分析T7作用：抑制共模信號

T5、T6分別是T3、T4有源負載，而T4又是T6有源負載，增大電壓放大倍數。作用？+++++++_放大差模信號+___特點：輸入電阻大、差模放大倍數大、共模放大倍數小、輸入端耐壓高，并完成電平轉換（即對“地”輸出）。大家網：/20/25中間級分析

中間級是主放大器，它所采取一切辦法都是為了增大放大倍數。

F007中間級是以復合管為放大管、采取有源負載共射放大電路。因為等效集電極電阻趨于無窮大，故動態電流幾乎全部流入輸出級。中間級輸出級大家網：/21/25輸出級分析D1和D2起過流保護作用，未過流時，兩只二極管均截止。iO增大到一定程度，D1導通，為T14基極分流，從而保護了T14。準互補輸出級，UBE倍增電路消除交越失真。中間級輸出級電流采樣電阻特點：輸出電阻小最大不失真輸出電壓高大家網：/22/25判斷同相輸入端和反相輸入端

輸入電阻大、差模增益大、輸出電阻小、共模抑制能力強、允許共模輸入電壓高、輸入端耐壓高等。大家網：/23/25三、集成運放主要性能指標

指標參數F007經典值理想值開環差模增益Aod106dB∞差模輸入電阻rid2MΩ∞共模抑制比KCMR90dB∞輸入失調電壓UIO1mV

0UIO溫漂dUIO/dT(℃)幾μV/℃0輸入失調電流IIO(│IB1-IB2│)

20nA0UIO溫漂dUIO/dT(℃)幾nA/℃0最大共模輸入電壓UIcmax±13V最大差模輸入電壓UIdmax±30V-3dB帶寬fH10Hz∞轉換速率SR(=duO/dt│max)0.5V/μS

∞20lg│Aod│使uO為0在輸入端所加賠償電壓超出此值不能正常放大差模信號超出此值輸入級放大管擊穿大家網：/24/25大