1、6.1 集成電路運算放大器中的電流源集成電路運算放大器中的電流源6.2 差分式放大電路差分式放大電路6.3 集成電路運算放大器集成電路運算放大器6.4 集成電路運算放大器的主要參數(shù)集成電路運算放大器的主要參數(shù)*6.5 專用型集成電路運算放大器專用型集成電路運算放大器*6.6 放大電路中的噪聲與干擾放大電路中的噪聲與干擾模擬集成電路的特點：模擬集成電路的特點：電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性，適合于組成差動電路電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性，適合于組成差動電路用有源元件代替無源元件用有源元件代替無源元件 電阻電阻恒流源電路恒流源電路采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路 復(fù)合管、共射共基、共集共基等組合

2、電路復(fù)合管、共射共基、共集共基等組合電路級間采用直接耦合方式級間采用直接耦合方式電路中的二極管多用電路中的二極管多用BJT的發(fā)射結(jié)構(gòu)成的發(fā)射結(jié)構(gòu)成6.1 集成電路運算放大集成電路運算放大器中的恒流源器中的恒流源 鏡像電流源鏡像電流源 多路電流源多路電流源 電流源作有源負載電流源作有源負載 微電流源微電流源1. 鏡像電流源鏡像電流源恒流特性恒流特性BE1BE2=VVREFI E1E2= IIC1C2= IIRVVBECC= RVCC 無論無論Rc的值如何，的值如何， IC2的電流值將保持不的電流值將保持不變。變。（三極管工作狀態(tài)三極管工作狀態(tài)）1. 鏡像電流源鏡像電流源交流電阻交流電阻TTo=I

3、VR 由于由于T2的集電極電流的集電極電流基本不變。所以交流量基本不變。所以交流量0T I TTo=IVR一般一般Ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上1. 鏡像電流源鏡像電流源精度更高的鏡像電流源精度更高的鏡像電流源 由于增加了由于增加了T3，使，使IC2更加接近更加接近IREF存在的問題：存在的問題：該電路適用于較大工作該電路適用于較大工作電流（毫安數(shù)量級）的電流（毫安數(shù)量級）的場合，若需減少場合，若需減少IC2的值的值（如微安數(shù)量級），必（如微安數(shù)量級），必要求要求R的值很大，這在集的值很大，這在集成電路中很難實現(xiàn)。成電路中很難實現(xiàn)。2. 微電流源微電流源e2BE2BE1RVV E2C2II

4、e2BERV 由于由于很小，很小，BEV 所以所以IC2也很小也很小優(yōu)點：優(yōu)點：IC2小而穩(wěn)小而穩(wěn)3. 多路電流源多路電流源特點：特點：用同一個基準電流用同一個基準電流IREF，同時產(chǎn)生幾個輸出電流，給，同時產(chǎn)生幾個輸出電流，給多個放大管提供偏置電流或作為有源負載。多個放大管提供偏置電流或作為有源負載。4. 電流源用作有源負載電流源用作有源負載 ioV=VVA共射電路的電壓增益為：共射電路的電壓增益為：beLc)/(rRR 對于此電路對于此電路Rc就是鏡就是鏡像電流源的交流電阻，像電流源的交流電阻，因此增益為因此增益為beLV=rRA 比用電阻比用電阻Rc作負載時提高了。作負載時提高了。end

5、放大管放大管鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源6.2 差分式放大電路差分式放大電路 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 零點漂移零點漂移 電路組成及工作原理電路組成及工作原理 抑制零點漂移原理抑制零點漂移原理 6.2.0 概述概述 6.2.1 基本差分式放大電路基本差分式放大電路 6.2.2 FET差分式放大電路差分式放大電路 6.2.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性 差分式放大電路中的一般概念差分式放大電路中的一般概念 主要指標計算主要指標計算 幾種方式指標比較幾種方式指標比較6.2.0 概述概述1. 直接耦合放大電路直接耦合放大電路可以放大直流信

6、號可以放大直流信號2.直接耦合放大電路直接耦合放大電路的零點漂移的零點漂移零漂零漂：主要原因主要原因：溫漂指標溫漂指標：溫度變化引起，也稱溫度變化引起，也稱溫漂溫漂。輸入短路時，輸輸入短路時，輸出仍有緩慢變化出仍有緩慢變化 的電壓產(chǎn)生。的電壓產(chǎn)生。溫度每升高溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。輸入端的等效輸入漂移電壓值。電源電壓波動電源電壓波動也是原因之一也是原因之一Vi= Vo/Av T例如例如 100,=V1A若第一級漂了若第一級漂了100 uV，則輸出漂移則輸出漂移 10 mV 。 若第二級也漂若第二級也漂了了100

7、 uV，則輸出漂移則輸出漂移 1 V + 10 mV 。假設(shè)假設(shè)F 第一級是關(guān)鍵第一級是關(guān)鍵。 1= 100,=V3V2AA3. 減小零漂的措施減小零漂的措施F 用非線性元件進行溫度補償用非線性元件進行溫度補償F 調(diào)制解調(diào)方式。如調(diào)制解調(diào)方式。如“斬波穩(wěn)零放大器斬波穩(wěn)零放大器”F 采用差分式放大電路采用差分式放大電路漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+ 10 mV漂移漂移 1 V+ 10 mV共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指標反映抑制零漂能力的指標4. 差分式放大電路中的一般概念差分式放大電路中的一般概念根據(jù)根據(jù)1、2兩式又有兩式又有差分式放大電路

8、輸入輸出結(jié)構(gòu)示意圖差分式放大電路輸入輸出結(jié)構(gòu)示意圖+-vi1+-vi2+-vo1差放差放vo2+-+-vid+-voi2i1id=vvv 差模信號差模信號)(21=i2i1icvvv 共模信號共模信號idoVD=vvA 差模電壓增益差模電壓增益icoVC=vvA 共模電壓增益共模電壓增益2=idici1vvv 2=idici2vvv 總輸出電壓總輸出電壓icVCidVDooo=vAvAvvv 差模等效輸入方式差模等效輸入方式差放差放+-vid差放差放+-vid(a)(b)共模等效輸入方式共模等效輸入方式差放差放+-vic差模信號輸出差模信號輸出共模信號輸出共模信號輸出VCVDCMR=AAK6.

9、2.1 基本差分式放大電路基本差分式放大電路1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理靜態(tài)靜態(tài)0CC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)7 . 0(CCCC RIV CCRIEV CB2B1III 動態(tài)動態(tài)僅輸入差模信號，僅輸入差模信號， i2i1vv 和和大小相等，相位相反。大小相等，相位相反。 c2c1vv和和大小相等，大小相等， 0c2c1o vvv信號被放大。信號被放大。相位相反。相位相反。1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理2. 抑制零點漂移抑制零點漂移 溫 度 變溫 度 變化和電源電化和電源電壓波動，都壓波動，都將使集電極將使集電極電流產(chǎn)生變電流產(chǎn)生變化。且變化

10、化。且變化趨勢是相同趨勢是相同的，的，差分式放大電路對共模信號有很強抑制作用。差分式放大電路對共模信號有很強抑制作用。其效果相當于在兩個輸入端加入了共模信號其效果相當于在兩個輸入端加入了共模信號。3. 主要指標計算主要指標計算（1）差模電壓增益）差模電壓增益 idoVD=vvAi2i1o2o1vvvv 接入負載時接入負載時（雙入、雙出交流通路雙入、雙出交流通路） 雙入、單出雙入、單出i1o122vv becrR beLcVD)21/(=rRRA 以雙倍的元器件換以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力取抑制零漂的能力 雙入、雙出雙入、雙出 ido1VD1=vvAi1o12vvVD21A bec2rR

11、接入負載時接入負載時beLcVD2)/(=rRRA 3. 主要指標計算主要指標計算（1）差模電壓增益）差模電壓增益 單端輸入單端輸入eorr 等效于雙端輸入等效于雙端輸入 指標計算指標計算與雙端輸入相與雙端輸入相同同（2）共模電壓增益）共模電壓增益 雙端輸出雙端輸出 共模信號的輸入使兩管共模信號的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。集電極電壓有相同的變化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocVC vvA共模增益共模增益 單端輸出單端輸出icoc1VC1vvA 抑制零漂能力增強抑制零漂能力增強icoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or VC1A（3）共模抑制比）共模抑制比VC

12、VDCMRAAK dB lg20VCVDCMRAAK 雙端輸出，理想情況雙端輸出，理想情況 CMRK 單端輸出單端輸出 CMRKVC1VD1AAbeorr 越越大大， CMRK抑制零漂能力抑制零漂能力 越強越強單端輸出時的總輸出電壓單端輸出時的總輸出電壓)1(idCMRicidVD1o1vKvvAv （4）頻率響應(yīng)）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號。高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號。VDA4. 幾種方式指標比較幾種方式指標比較VCACMRKbeLc)21/(rRR beLc2)/(rRR beLc)21/(rRR beLc2)/(rRR 0oLc2/rRR 0oLc

13、2/rRR beorr beorr 輸出方式輸出方式雙出雙出單出單出雙出雙出單出單出idRicRoR4. 幾種方式指標比較幾種方式指標比較輸出方式輸出方式雙出雙出單出單出雙出雙出單出單出be2rbe2r2)1(21oberr 2)1(21oberr c2RcRc2RcR與共源電路相同與共源電路相同ido2VD2vvA 6.2.2 FET差分式放大電路差分式放大電路1. 電路組成電路組成2. 差模增益差模增益dm21Rg 3. 差模輸入電阻差模輸入電阻g1idRR M 1end6.2.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性)(idC1vfi )(idC2vfi 圖中縱坐標為圖中縱坐

14、標為0C1/ Ii6.3 集成電路運算放大器集成電路運算放大器 6.3.1 簡單的集成電路運算放大器簡單的集成電路運算放大器 6.3.2 通用型集成電路運算放大器通用型集成電路運算放大器6.3.1 概述簡單的集成電路運算放大器概述簡單的集成電路運算放大器集成運放的特點：集成運放的特點：電壓增益高電壓增益高輸入電阻大輸入電阻大輸出電阻小輸出電阻小6.3.2 通用型集成電路運算放大器通用型集成電路運算放大器end簡化電路簡化電路6.4 集成電路運算放大器的主要參數(shù)集成電路運算放大器的主要參數(shù)1. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓VIO為使輸出等于零而在輸入端加的微小補償電壓。（調(diào)零工作已由調(diào)零電位器來完成）2. 輸入偏置電流輸入偏置電流IIB當輸入信號為零時，兩個輸入端的靜態(tài)基極電流的平均值，其值愈小愈好。一般在零點幾微安級。3. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIO當輸入信號為零時，兩個輸入端的靜態(tài)基極電流之差。其值愈小愈好。一般在零點零幾微安級。5. 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Vidmax6. 最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓Vicmax運放對共模信號具有抑制的性能，但這個性能是在規(guī)定的共模電壓范圍內(nèi)才具備。如超出這個電壓，運放的共模抑制能力就大為下降，甚至造成器件損壞。7. 最大輸出電流最大輸出