2022-2023学年高二物理竞赛课件：模拟集成电路及其应用

模拟集成电路及其应用 1 内容提要 内容提要 介绍集成运算放大器的组成、工作原理、主要性能指标、特性参数 介绍集成运放的基本应用电路及分析方法 集成运放的模拟运算电路 电压比较器 集成运算放大器的特点 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 集成运算放大器(Operational Amplifier)，简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路 特点： 增益高 输入电阻大、输出电阻低 共模抑制比高 失调与漂移小 输入电压为零时输出电压也为零 适用于正、负两种极性的输入和输出信号 集成运算放大器的组成 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 uA741的原理电路-总图 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 uA741的原理电路-输入级 T1-T9为差分输入级 T1、T3和T2、T4组成共集-共基组合差放 T5-T7为改进型镜像电流源作该级的有源负载，以提高电压增益并完成单端-双端输出的转换 T8-T9为镜像电流源，为输入级提供偏置电流 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 uA741的原理电路-中间级 T16、T17和T13组成中间级 T16为射极跟随器 T17为共射放大管，T13(B路)作为其有源负载 该级电压增益可达55dB以上，其输入电阻很高，故对前级的影响较小 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 uA741的原理电路-输出级 T14、T15及T18-T24等组成输出级 T24、T13(A路)及其作用 T14、T20、T18、T19及其作用 T15、R9及其作用 R10和T21-T23的作用 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 uA741的原理电路-偏置电路 T12、R5、T11构成主偏置电路，提供参考电流 输入级的偏置，注意存在的负反馈作用 中间级的偏置 输出级的偏置？ 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 uA741的原理电路-总结 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 运算放大器内部电路的特点(一) 中间级的主要作用是提供足够高的电压增益，应有高输入电阻。该级还常担任电平移动的任务。多采用有源负载的共射电路 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 输出级的主要要求是能向负载提供足够的功率，输出电阻要小，动态范围要大。为了使用安全，一般还应附有过载保护电路 集成运放的许多性能参数主要取决于差分输入级的性能。集成运放的发展主要是以改进差分输入级的性能为主要标志 集成运放的组成及各部分特点(二) 直流偏置电路的作用 第一节：集成运算放大器的组成及基本特性 集成运放的级间耦合均采用直接耦合方式 电路中的二极管主要用于温度补偿、电平偏移、提供偏置电压等，多使用三极管的发射结代替 差分输入级 电压放大级 偏置电路 输出级 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 输入级 偏置电路 中间级 输出级 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 输入级 偏置电路 中间级 输出级 中间级 ① ② ③ ⑤ 输入级 偏置电路 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 输入级 偏置电路 中间级 输出级 输出级 输入级 中间级 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 输入级 偏置电路 中间级 输出级 ④ ⑥ ⑦ 输出级 输入级 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 输入级 偏置电路 中间级 输出级 ② ③ 偏置电路 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 输入级 偏置电路 中间级 输出级 差分输入级 电压放大级 偏置电路 输出级 差分输入级 电压放大级 偏置电路 输出级 $