电子线路2582803679

电子技术基础第三章第三章集成运算放大器3.1集成电路的特点一个晶体管大约占用0.016mm2硅片面积，在相同面积上仅能集成一个3k的电阻或7pF的电容，也就是说集成一个超过3k的电阻或7pF的电容，造价要比集成一个晶体管高。因此在集成电路中，尽量避免使用大电阻和大电容，尽量用晶体管取代电阻和电容等无源器件。集成电路按集成度分为小规模集成电路（少于100个元件）、中规模集成电路（100～1000个元件）、大规模集成电路（1000～10000个元件）、超大规模集成电路（10000以上）。按功能分有模拟集成电路和数字集成电路电子技术基础第三章3.2直接耦合放大器的特点集成运算放大器在电路设计上采用多级直接耦合方式，它存在的问题主要是零点漂移。零点漂移是指放大器输入端无输入信号的情况下，输出端却出现了偏离原额定值而上下缓慢变化的输出电压的现象。引起零点漂移（简称零漂）的原因很多，其中温度的变化影响最大，因此零漂又称温漂。集成运放是一个高增益的多级直接耦合放大器，为此必须解决直接耦合放大器的零漂问题，而且着重解决第一级的零点漂移。电子技术基础第三章3.3差动放大电路VEE的作用是抵消RE对VCC的分压，并为基极提供直流偏置。3.3.1典型的差动放大器一、电路结构特点二、静态工作点计算画出静态时的等效电路：电子技术基础第三章由于电路对称：IB1=IB2=IBIC1=IC2=IC=IBIBRB+UBE+2(+1)IBREVEE=0EBBEEERβ＋12RUVBI因RE很大，所以IB很小。0RIUBBB0.7UUUBEBECBCCCRβIVU电子技术基础第三章三、差模信号和共模信号1.差模输入将两个大小相等、极性相反的一对信号（称为差模信号）分别加到两输入端，既ui1=ui2=uid/2的输入方式称为差模输入。2.共模输入将两个大小相等、极性相同的一对信号（称为共模信号）分别加到两输入端，既ui1=ui2=uic的输入方式称为共模输入。3.任意输入信号任意输入信号ui1、ui2一定可表为如下形式：电子技术基础第三章ui1=uid/2+uic，ui2=uid/2+uic，即差模信号和共模信号的合成，这样对任意输入信号问题的分析就变成了分析差模输入信号和共模输入信号的问题，使问题的分析大大地简化。据此解出差模信号uid/2=(ui1ui2)/2，共模信号uic=(ui1+ui2)/2举例：ui1=9mv,ui2=3mv，则uid/2=6mv，uic=3mv关于uid的解释电子技术基础第三章四、动态分析1.差模输入(1)双端输入、双端输出画出交流通路：双端输出的差模电压放大倍数：RE对差模信号不起作用，作短路处理，RL折算到T1、T2中去后为RL/2。电压放大倍数2R//RIβULCbo1)r(RI/2UUbeBbidi1电子技术基础第三章输入电阻差模输入时两输入端之间的等效输入电阻称为差模输入电阻Rid。从A或B点看进去的电阻为结论：差动放大器用了两只管子，但电压放大倍数却与单管共射极放大器的相同，因而差动放大器是以牺牲一只管子的放大倍数来换取低温漂。beBLCu1i1o1i2i1o2o1idoudrR2R//RβAU2U2UUUUUUAbeBrR电子技术基础第三章(2)、双端输入、单端输出画出交流通路：所以)r2(RRbeBid③、输出电阻可直接看出:Rod=2RC电子技术基础第三章2、共模输入1）、双端输出电压放大倍数：结论：单端输出时差模电压放大倍数是单管共射极放大器的一半。)r2(R//RRβ/2AU2UUUAbeBLCu1i1o1ido1ud1输入电阻同双端输入，为)r2(RRbeBid③、输出电阻可直接看出:Rod=RC电子技术基础第三章双端输出的交流通路：共模输入ui1=ui2=uic，共模信号在RE上产生的压降为2IERE，所以将RE等价到T1、T2中去变为2RE，双端输出时uo1=uo2电压放大倍数：0UUUo2o1o共模电压放大倍数：0UUAicouc电子技术基础第三章结论：双端输出时，因电路对称，差动放大器对共模信号完全抑制，无共模输出。③、输出电阻根据输出电阻的定义，可直接看出Roc=2RC。2）、单端输出单端输出的交流通路：输入电阻Ric可直接看出Ric为Ric1与Ric2的并联：EEbeBicβR2β)R2(1rRR电子技术基础第三章电压放大倍数：先想象一下该图的微变等效电路，可得：可见，在单端输出时差动放大电路对共模信号的抑制能力依赖于RE，RE越大Auc1越小，对共模信号抑制能力越强，RE称为共模反馈电阻。LCbo1//RRIβUEbbeBbici1RIβ)2(1)r(RIUUELCEbeBLCu1ico1uc12R//RRβ)R2(1)r(R//RβRAUUA电子技术基础第三章总之，差动放大器对差模信号放大，对共模信号抑制。输入电阻RicRic与输出方式无关，可直接看出Ric为Ric1与Ric2的并联：EEbeBicβR2β)R2(1rRR③、输出电阻根据输出电阻的定义，可直接看出Roc=RC。3.共模抑制比KCMRKCMR=Aud/Auc用分贝（dB）作单位时：电子技术基础第三章理想情况下，双端输出时KCMR=；当RE很大时KCMR很大，对共模信号的抑制能力很强。以上讨论的均是双端输入的情况，下面考虑单端输入：ucudCMRAA20lgK单端输出时KCMR=beBErRβR电子技术基础第三章3.3.2恒流源差动放大器3、单端输入差动放大器有四种工作方式：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。单端输入可视为任意信号输入，而任意输入信号都可看成是一对差模信号uid/2=(ui1ui2)/2和共模信号uic=(ui1+ui2)/2的合成，输出为差模输出和共模输出的和：ocodoUUU电子技术基础第三章3.4集成运算放大器的基本单元电路3.4.1差动输入级一、采用复合管或超管采用复合管或超管可实现降低IB、提高输入电阻又不降低放大器的放大倍数。1.复合管复合管的组成原则：(1)第二个管子的基极电流应与其相连的第一个管子的电极电流方向一致。(2)复合管的导电类型与第一个管子相同，基极是第一个管子的基极。复合管的结构图如下：电子技术基础第三章复合管的组成原则：(1)第二个管子的基极电流应与其相连的第一个管子的电极电流方向一致。(2)复合管的导电类型与第一个管子相同，基极是第一个管子的基极。12。电子技术基础第三章差动放大器采用复合管后，可大幅度降低输入偏置电流，提高输入电阻。但两个复合管之间不易做到良好对称，漂移相应增加，有了超管后就很少采用这种电路了。2.超管超管的结构基本上与普通管相同，只是超管在工艺上使基区宽度更窄、掺杂浓度更低、发射区掺杂浓度更高，使超管在低电流情况下=1000～5000左右。一般在指标要求较高的集成运放中采用超管，使输入偏置电流很小，输入电阻提高且零点漂移小。电子技术基础第三章3.5集成运算放大器的典型电路分析、主要参数