2022-2023学年高二物理竞赛课件：集成运算放大电路

　集成运算放大电路 　集成运算放大电路 集成运算放大电路概述 集成运放中的电流源电路 集成运放电路简介 　集成运放的种类及选择 　集成运放大的使用 集成运放的指标及低频等效电路 　集成运算放大电路概述 集成电路简称 IC (Integrated Circuit) 集成电路按其功能分 数字集成电路 模拟集成电路 模拟集成电路类型 集成运算放大器；集成功率放大器；集成高频放大器；集成中频放大器；集成比较器；集成乘法器；集成稳压器；集成数/模或模/数转换器等。 集成电路的外形 (a)双列直插式 (b)圆壳式 (c)扁平式 　集成运放的电路结构特点 一. 对称性好，适用于构成差分放大电路。 　　二. 在芯片上常常用三极管代替大电阻和二极管。 　　三. 通常采用直接耦合电路方式。 　　四. 集成电路中的 NPN 、 PNP管的  值差别较大，通常 PNP 的  ≤ 10 。常采用复合管的形式。 两个 输入端 一个 输出端 若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。 　集成运放电路的组成及其各部分的作用 实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。 集成运放电路四个组成部分的作用 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。 偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。 　集成运放电路的组成及其各部分的作用 由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。 在线性区： uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。 非线性区 (uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。 　集成运放的电压传输特性 4.2 集成运放中的电流源电路 集成运放电路中的晶体管和场效应管除了作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流; 或作为有源负载取代高阻值电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。 一、镜像电流源 T0 和 T1 特性完全相同。 在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。 电路中有负反馈吗？ 基准电流 4.2.1 基本电流源电路 缺点： 1. 受电源波动影响大； 2. 电流最低至mA级,要获得更小电流需增大电阻R,集成电路不好实现. 3.误差比较大 +VCC R IREF + + T1 T2 IC2 IB1 IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 二、比例电流源 R1 R2 由图可得 UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 由于 UBE1  UBE2 ，则 忽略基极电流，可得 　　两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。 三、微电流源 要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。 设计过程很简单，首先确定IE0和IE1，然后选定R和Re。 超越方程 Re $