2022-2023学年高二物理竞赛课件：模 拟 集 成 电 路

模 拟 集 成 电 路 2 模 拟 集 成 电 路 模拟集成电路中的直流偏置电路 差分式放大电路 差分式放大电路的传输特性 集成电路运算放大器 实际集成运算放大器的主要参数 和对应用电路的影响 变跨导式模拟乘法器 放大电路中的噪声与干扰 SPICE仿真例题 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- 3 上 讲 回 顾 (1)BJT电流源电路 1 模拟集成电路中的直流偏置电路 镜像电流源 微电流源 (2)FET电流源电路 2 差分放大电路 (1)差模信号和共模信号 (3)零点漂移的概念： (2)差模放大倍数和共模放大倍数 (4)共模抑制比KCMR MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- 集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入阻 抗和低输出阻抗的多级直接耦合放大电路。它的种类 很多，电路也不一样，但结构有共同之处。 一般由输入级、中间 ( 放大 ) 级、输出级、电 平移动级、补偿和过载保护电路等组成。 根据其结构特点，一般利用差动电路抑制包括温 漂在内的共模干扰，利用电流源解决弱电流偏置问题， 利用有源负载提高开环增益。 4 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- 差分 输入级 电压放大级 输出级 偏置电路 + vid - vo 输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共 模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入双端输 出或双端输入单端输出的形式。 集成运算放大器的组成框图: 中间电压放大级要提供高的电压增益，以保证运放 的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带 有源负载的高增益放大器。 互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复 合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电 流。具体电路参阅功率放大器。 偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的 偏置电流，以稳定工作点。 5 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- 1.电路结构与工作原理 电路有三部分组成： 源极耦合差放输入级； 偏置电流源； 共源放大输出级。 C0 v0 +VDD -VSS RREF vid T1 T2 g1 g2 T3 T4 i0 + - T5 T6 IREF T8 T7 ID6 6.4.1 CMOS MC14573集成电路运算放大器 6 T1、 T2组成差放输入级，输入信号为vid。 T3、 T4为T1、 T2的有源负载。 T5、 T6组成镜像电流源电路。 T7组成共源放大电路， T8为T7的有源负载。 MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 6.4 集 成 电 路 运 算 放 大 器 28- (1) 直流分析 (2) 小信号分析