第4章集成运算放大器的结构及特性
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第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇
2 B
B1 B2
☆ 输入偏置电流IB是衡量差动管输入电流绝对值大小的标志
4.1.3 集成运放大器的主要参数
1. 输入误差特性
➢ 输入失调电流IOS
定义：零输入时，两输入偏置电流IB1、IB2之差称为输入失调电流， 即IOS =|IB1IB2|。
IOS反映了输入级差动管输入电流的对称性，一般希望IOS越小越好。 普通运放的IOS约为1nA0.1A。
✓UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0；
✓输入偏置电流 IIB = 0； ✓- 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等
4.1.4 集成运放的理想化模型
2. 理想运放的工作特性
理想运放的电压传输特性如图10-5所示。它分为线性区和非线
性区。
➢线性区
当理想运放工作于线性区时，VO=Ad(VPVN)， 而Ad，因此VP VN) =0、VP=VN，又由输入电阻 Rid可知，流进运放同相输入端和反相输入端的
uO
+UOP
P
理想特 性
电流IP、IN为IP = IN =0；可见，当理想运放工作于线 性区时，同相输入端与反相输入端的电位相等，流 进同相输入端和反相输入端的电流为0。 IP = IN =0就 是VP和VN两个电位点短路，但是由于没有电流， 所以称为虚短路，简称虚短；而IP = IN =0表示流过 电流IP 、 IN的电路断开了，但是实际上没有断开， 所以称为虚断路，简称虚断。
4.1.3 集成运放大器的主要参数
2. 开环差模特性参数
➢-3dB带宽
定义：输入正弦小信号时， Aod是频率的函数，随着频率的增 加而下降。当下降3dB时所对应的信号频率称为-3dB带宽。一般运 放的-3dB带宽为几Hz几kHz，宽带运放可达到几MHz。
电子技术基础(恩施职业技术学院第4章 集成运算放大器的应用
Auf 1
－ ui +
∞
+ uo
电压跟随器
Δ
，这时输出电压跟随输入电
压作相同的变化，称为电压跟随器。
例 在图示电路中，已知R1=100kΩ， Rf=200kΩ ，ui=1V，求输 出电压uo，并说明输入级的作用。
Rf － ui +
∞
+ R1 uo1 R2 － +
解 输入级为电压跟随器，由于是电压串联负反馈，因 而具有极高的输入电阻，起到减轻信号源负担的作用。且 u o1 u i 1 V ，作为第二级的输入。 第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为： Rf 200 uo u o1 1 2 (V) R1 100
学习要点
第4章 集成运算放大器的应用
模拟运算电路 4.2 信号处理电路 4.3 波形发生电路 4.4 使用运算放大器 应注意的几个问题
4.1
4.1 模拟运算电路
4.1.1 比例运算电路
1、反相输入比例运算电路
根据运放工作在线性区的两条 分析依据可知：i1 i f ，u u 0 而
4.1.2 加法和减法运算电路
1、加法运算电路
根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：
i f i1 i 2
i1
u i1 ui2 uo i i ，2 ，f R1 R2 RF RF RF u o ( u i1 ui2 ) R1 R2
－ +
∞
+ uo
输入电阻为：
u i R1i1 ri R1 100 k i1 i1
平衡电阻为：
R 2 R1 // R f1 R f2 // R f3 100 //200 50 // 1 66.8 k
－ ui +
∞
+ uo
电压跟随器
Δ
，这时输出电压跟随输入电
压作相同的变化，称为电压跟随器。
例 在图示电路中，已知R1=100kΩ， Rf=200kΩ ，ui=1V，求输 出电压uo，并说明输入级的作用。
Rf － ui +
∞
+ R1 uo1 R2 － +
解 输入级为电压跟随器，由于是电压串联负反馈，因 而具有极高的输入电阻，起到减轻信号源负担的作用。且 u o1 u i 1 V ，作为第二级的输入。 第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为： Rf 200 uo u o1 1 2 (V) R1 100
学习要点
第4章 集成运算放大器的应用
模拟运算电路 4.2 信号处理电路 4.3 波形发生电路 4.4 使用运算放大器 应注意的几个问题
4.1
4.1 模拟运算电路
4.1.1 比例运算电路
1、反相输入比例运算电路
根据运放工作在线性区的两条 分析依据可知：i1 i f ，u u 0 而
4.1.2 加法和减法运算电路
1、加法运算电路
根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：
i f i1 i 2
i1
u i1 ui2 uo i i ，2 ，f R1 R2 RF RF RF u o ( u i1 ui2 ) R1 R2
－ +
∞
+ uo
输入电阻为：
u i R1i1 ri R1 100 k i1 i1
平衡电阻为：
R 2 R1 // R f1 R f2 // R f3 100 //200 50 // 1 66.8 k
电子技术基础-第4章
整理得 uO1R Rf 13uI1uI2
图4-18 同相加法运算电路
28
【例4-1】 电路如图4-19所示。设A为理想集成运放， R1=10kΩ，Rf=100kΩ。试求：输出电压uO与输入电压uI之 间的关系，并说明该电路实现了什么运算功能。
解 根据理想集成运放的两条结论，利用“虚短”和“虚断” 的概念，有：uN=up=uI， iI=0
（ a）
（ b）
（ c）
非线性集成电路
3
（ d）
（ e）
（a）为圆壳式
（b）为双列直插式 （c）为扁平式 （d）为单列直插式 （e）为菱形式
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（ e）
4
4.1 直接耦合放大电路
两级直接耦合放大电路如图4-1所示
图4 –1 两级直接耦合放大器电路
5
4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现 象
③输出级 输出级具有输出电压线性范围宽，输出电阻小（即带负载 能力强），非线性失真小等优点。多采用互补对称发射极输 出电路。
17
Байду номын сангаас
④偏置电路 偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点。与 分立元件不同，集成运放多采用电流源电路为各级提供合适 的集电极（或发射极、漏极）静态工作电流，从而确定了合 适的静态工作点。 集成运放的电路符号如图4-10所示。图(a)为国外常用符号， 图(b)为我国常用符号。
19
(2)直流参数 ①输入失调电压UIO及其温漂dUIO/dT 理想集成运放，当输入为零时，输出也为零。但实际集成运放的 差分输入级不易做到完全对称，在输入为零时，输出电压可能不 为零。为使其输出为零，人为的在输入端加一补偿电压，称此补 偿电压为输入失调电压，用UIO表示。 ②输入失调电流IIO及其温漂dIIO/dT 集成运放在常温下，当输出电压为零时，两输入端的静态电流之 差，称为输入失调电流，用IIO表示，
第4章 集成运算放大器的结构及特性
4.输入失调电压温漂 dVio /dT
在规定工作温度范围内，输入失调 电压随温度的变化量与温度变化量 之比值。
5.输入失调电流温漂dIio /dT
在规定工作温度范围内，输入失调电 流随温度的变化量与温度变化量之比 值。
6.最大差模输入电压Vidmax
(maximum differential mode input voltage) 运放两输入端能承受的最大差模输入电压， 超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。
五、运算放大器的符号和型号
运算放大器的符号中有三个引线端，两个 输入端，一个输出端。一个称为同相输入端， 即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用 符号‘+’或‘IN+’表示；另一个称为反相输入 端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异， 用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在输 入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。实 际的运算放大器通常必须有正、负电源端，有 的品种还有补偿端和调零端。
7.最大共模输入电压Vicmax
(maximum common mode input voltage) 在保证运放正常工作条件下，共模输入 电压的允许范围。共模电压超过此值时， 输入差分对管出现饱和，放大器失去共 模抑制能力。
二、运算放大器的动态技术指标
1.开环差模电压放大倍数 Avd ：(open loop voltage gain)运放在无外加反馈条件下，输出电 压的变化量与输入电压的变化量之比。 2.差模输入电阻rid ：(input resistance)输入差模 信号时，运放的输入电阻。 3.共模抑制比 KCMR ：(common mode rejection ratio)与差分放大电路中的定义相同，是差模电压 增益 Avd 与共模电压增益 Avc 之比，常用分贝数 来表示。 KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB)
集成运算放大电路
多路电流源电路如图所示，已知所有晶体管的特性均相同， UBE均为0.7V。试求IC1、IC2各为多少。：
因为T1、T2、T3的特性均相同， 且UBE均相同，所以它们的基极、 集电极电流均相等， 设集电极电流为IC。 先求出R中电流，再求解IC1、IC2
IR
VCC U BE3 U BE 0 100μA R
偏置电路：用于设置各级放大电路的静态工作点，采用电流源电路
4.1.3 集成运放的符号和电压传输特性
非线性区
线性区
从外部看，可认为集成运放是一个双端输入、单端输 出、具有高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、能 较好抑制温漂的差分放大电路。 uo=Aod(uP-uN) 差模开环放大倍数Aod，通常非常高可达几十 万倍。对理想运放：Aod→∞ Rid →∞ Ro=0
集成运放的选择： 1 信号源的性质 根据信号源是电压源还是电流源，内阻大小、输入信号幅 值及频率的变化范围等，选择运放的rid、-3dB带宽、转换 速率SR等参数 2 负载的性质 根据负载电阻大小，确定所需运放的输出电压和输出电流 幅值。 3 精度要求 根据精度要求选择运放的Aod、UIO、IIO、SR等参数 4 环境条件 根据环境温度变化范围，选择运放失调电压及失调电流的 温漂dUIO/dT dIIO/dT
供偏置电流，又可以作为放大器的有源负载使用。
3．集成运放的主要品种是BJT集成运放、FET集成运放
以及由这两种工艺结合而得到的BiMOS和BiCMOS集成 运放。集成运放的参数有几十个之多，正确掌握了它的 主要参数的物理意义，才能在使用中恰当地选择元器件。 4．除了通用集成运放以外，还有大量特殊类型的运放。
输入级：一般是双端输入的差分放大电路，它的好坏直接影响集成运放 的性能参数(如输入电阻、共模抑制比等)。一般要求输入电阻大、差模 放大倍数高，抑制共模信号能力强。 中间级：主要是放大作用，多采用共射或共源放大电路，经常用复合管 做放大管，以恒流源作集电极负载，Au可达千倍以上。 输出级：应具有输出电阻小、输出电压线性范围宽，非线性失真小等特 点。多采用互补对称输出电路。
模拟电子技术 第四章 集成运算放大电路
1 R2 R4 R2 // R4 1 1 R2 R4 uo (1 )uI R R R R uI RI R3 3 4 1 2
在电路中电阻的阻值不至太高的情况下，可同时获得较 高的电压放大倍数和较高的输入电阻。
28
2.同相比例运算电路
电路中引入了电压串联 负反馈。 根据“虚短”和“虚断” 的特点
6
三、集成运放的符号
(a) (b) 模拟集成放大器的符号 (a) 国家标准符号 (b)原符号 运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出 端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端 相同，用符号‘+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入 信号变化的极性与输出端相异，用符号‚-‛表示。输出端一般画 在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。实际的运算放 大器通常必须有正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端。
29
i1 R1i f i u
+
Rf
+
uo
说明
R1
Rf
特例：电压跟随器
当同相比例电路的比例系数为1时则有：
uo
ui R2
uo=ui
Rf
uo (1
Rf R1
)ui
uo
ui R2
ui R2
R1=∞
Rf=0
R1
uo
ui R2
uo
Rf=0 且R1=∞
30
有分压电阻的同相比例运算电路
但线性区范围很小。
uO
例如：F007 的 UoM = ± 14 V，Auo 2 × 105 ， 线性区内输入电压范围
实际特性
在电路中电阻的阻值不至太高的情况下，可同时获得较 高的电压放大倍数和较高的输入电阻。
28
2.同相比例运算电路
电路中引入了电压串联 负反馈。 根据“虚短”和“虚断” 的特点
6
三、集成运放的符号
(a) (b) 模拟集成放大器的符号 (a) 国家标准符号 (b)原符号 运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出 端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端 相同，用符号‘+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入 信号变化的极性与输出端相异，用符号‚-‛表示。输出端一般画 在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。实际的运算放 大器通常必须有正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端。
29
i1 R1i f i u
+
Rf
+
uo
说明
R1
Rf
特例：电压跟随器
当同相比例电路的比例系数为1时则有：
uo
ui R2
uo=ui
Rf
uo (1
Rf R1
)ui
uo
ui R2
ui R2
R1=∞
Rf=0
R1
uo
ui R2
uo
Rf=0 且R1=∞
30
有分压电阻的同相比例运算电路
但线性区范围很小。
uO
例如：F007 的 UoM = ± 14 V，Auo 2 × 105 ， 线性区内输入电压范围
实际特性
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
ui1 ui 2
id
图3-3 差动放大电路的输入方式
共模信号 与差模信号
Ui1 Ui2
线性放 大电路
Uo
1 共模信号输入电压： U ic (U i1 U i 2 ) 2
差模信号输入电压：U
id
(U i1 U i 2 )
差模信号：是指在两个输入端加幅度相等， 极性相反的信号。
共模信号 ：是指在两个输入端加幅度相等， 极性相同的信号。
在放大器的两个输入端分别输入大小相等、 极性相同的信号，即 ui1 ui 2 时，这种输入方 式称为共模输入，所输入的信号称为共模 （输入）信号。共模输入信号常用 uic 来表 示，即 uic ui1 ui 2 。在放大器的两个输入端 分别输入大小相等、极性相反的信号，即 时这种输入方式为差模输入，所输 入的信号称为差模输入信号。差模输入信 号常用 u 来表示，即 ui1 uid / 2 ui 2 uid / 2
输入信号种类
ui1 = ui2 共模输入
(common mode)
uC ud
ui1 = -ui2 差模输入
(differential mode) 任意输入ui1, ui2（既非差模又非共模）
3.2 相关的理论知识
(2)共模输入
如图3-3（a）所示为共模输入方式，由图中可以看出，当差动放大器输 入共模信号时，由于电路对称，两管的集电极电位变化相同，因而输出 电压 u oc 恒为零。
Rod 2RC
5.共模抑制比 如果温度变化，两个差放管的电流将按相同的方向一起增大或减小，相当于给放大电路 加上一对共模输入信号。所以差模输入信号反映了要放大的有效信号，而共模输入信号 可以反映由温度等原因而产生的漂移信号或其它干扰信号。通常希望差分放大电路的差 模电压放大倍数愈大愈好，而共模电压放大倍数愈小愈好。 共模抑制比反映了差分放大电路放大差模信号、抑制零漂和共模信号的能力。
id
图3-3 差动放大电路的输入方式
共模信号 与差模信号
Ui1 Ui2
线性放 大电路
Uo
1 共模信号输入电压： U ic (U i1 U i 2 ) 2
差模信号输入电压：U
id
(U i1 U i 2 )
差模信号：是指在两个输入端加幅度相等， 极性相反的信号。
共模信号 ：是指在两个输入端加幅度相等， 极性相同的信号。
在放大器的两个输入端分别输入大小相等、 极性相同的信号，即 ui1 ui 2 时，这种输入方 式称为共模输入，所输入的信号称为共模 （输入）信号。共模输入信号常用 uic 来表 示，即 uic ui1 ui 2 。在放大器的两个输入端 分别输入大小相等、极性相反的信号，即 时这种输入方式为差模输入，所输 入的信号称为差模输入信号。差模输入信 号常用 u 来表示，即 ui1 uid / 2 ui 2 uid / 2
输入信号种类
ui1 = ui2 共模输入
(common mode)
uC ud
ui1 = -ui2 差模输入
(differential mode) 任意输入ui1, ui2（既非差模又非共模）
3.2 相关的理论知识
(2)共模输入
如图3-3（a）所示为共模输入方式，由图中可以看出，当差动放大器输 入共模信号时，由于电路对称，两管的集电极电位变化相同，因而输出 电压 u oc 恒为零。
Rod 2RC
5.共模抑制比 如果温度变化，两个差放管的电流将按相同的方向一起增大或减小，相当于给放大电路 加上一对共模输入信号。所以差模输入信号反映了要放大的有效信号，而共模输入信号 可以反映由温度等原因而产生的漂移信号或其它干扰信号。通常希望差分放大电路的差 模电压放大倍数愈大愈好，而共模电压放大倍数愈小愈好。 共模抑制比反映了差分放大电路放大差模信号、抑制零漂和共模信号的能力。
第4章 集成电路运算放大电路
④动态时ΔiO约为多少？
4.3 集成运放电路简介
•电压放大倍数高 集成运放的特点： •输入电阻大 •输出电阻小 已知电路图，分析其原理和功能、性能。 （1）了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术 指标。 （2）化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本 电路。 （3）分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。 （4）统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功 能和性能。 （5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路的主要 参数。
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源
T0 和 T1 特性完全相同。
U BE0 = U BE1 U BE I B0 = I B1 I B I C0 = I C1 I C
I R IC 2I B IC 2 IC IC
2
I R 即I C1
当β>>2时， I C1
学习指导 4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源 4.3 集成运放电路的简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
4.5 集成运放的种类及选择（自学） 4.6 集成运放的使用（自学） 小结
作 业
• 4.3
学习指导
在半导体制造工艺的基础上，将整个电路中的元 器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。 其体积小，而性能却很好。 集成电路按其功能分，有模拟集成电路和数字集 成电路。模拟集成电路的种类繁多，其中集成运算放 大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种。 主要内容:(1)集成运放中的电流源;(2)集成运放 电路的分析;(3)集成运放及主要性能指标。 基本要求:(1)熟悉运放的组成及各部分的作用， 理解主要性能指标及其使用注意事项；（2）了解镜 像电流源、微电流源的工作原理、特点和主要用途； (3)了解运放F007的基本组成和工作原理。（4）熟悉 LM324集成运放的引脚分布及其应用。
模电课件第四章集成运算放大电路
第四章 集成运算放大电路
§4.1集成运算放大电路概述 一、集成运放的电路结构特点
集成运算放大电路：高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
2019/7/28
模电课件
二、集成运放的电路组成
1、输入级：运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主 要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管，以便拓展通频带。 2、中间级：电压放大，要求：放大倍数要尽可能大，通常采 用共201射9/7/2或8 共源电路，并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
工作在放大状态。
当T0与 T1特性参数完全一致时，由U BE0 = U BE1可推得
IB0 = IB1 = IB IC0 = IC1 = Io 由基极输入回路得，
Io
IR
VCC
U BE R
I0 2IB
I0
2
I0
所以，I0
1 1 2
IR
基准电流
输出电流
当
时，I0 IR 。
在集成运放电路中通常只能制作小容量（几十pF）电容，不能 制作大201容9/7/量28 电解电容，级间通常模采电课用件 直接耦合。
四、以电流源为有源负载的放大电路
在集成运放的共射（共源）放大电路中，为了提高电压放大 倍数，常用电流源电路取代Rc （或Rd ），这样在电源电压不 变的情况下，既获得合适的静态电流，又可以得到很大的等效 的Rc（或 Rd ）。
（1） 运放电路的结构分解 输入级是一个差动放大电路，主要由T1、T3（共集-共基组合）
和T2、T4组成。中间放大级由T16、T17、T13组成共集—共射电路； 输出级由T14、T18 、 T19组成互补输出电路。
§4.1集成运算放大电路概述 一、集成运放的电路结构特点
集成运算放大电路：高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
2019/7/28
模电课件
二、集成运放的电路组成
1、输入级：运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主 要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管，以便拓展通频带。 2、中间级：电压放大，要求：放大倍数要尽可能大，通常采 用共201射9/7/2或8 共源电路，并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
工作在放大状态。
当T0与 T1特性参数完全一致时，由U BE0 = U BE1可推得
IB0 = IB1 = IB IC0 = IC1 = Io 由基极输入回路得，
Io
IR
VCC
U BE R
I0 2IB
I0
2
I0
所以，I0
1 1 2
IR
基准电流
输出电流
当
时，I0 IR 。
在集成运放电路中通常只能制作小容量（几十pF）电容，不能 制作大201容9/7/量28 电解电容，级间通常模采电课用件 直接耦合。
四、以电流源为有源负载的放大电路
在集成运放的共射（共源）放大电路中，为了提高电压放大 倍数，常用电流源电路取代Rc （或Rd ），这样在电源电压不 变的情况下，既获得合适的静态电流，又可以得到很大的等效 的Rc（或 Rd ）。
（1） 运放电路的结构分解 输入级是一个差动放大电路，主要由T1、T3（共集-共基组合）
和T2、T4组成。中间放大级由T16、T17、T13组成共集—共射电路； 输出级由T14、T18 、 T19组成互补输出电路。
第四章集成运算放大器
第四章 集成运算放大电路
第一节 概述
2. 集成运放非线性工作（饱和状态）的特点
• （1） 当 u+ ＞u－时：uo = + UO(sat)
• （等2，）即集“成虚当运短u放+”＜两的u个－结时输论：入不端u一o电=定－压成Uu立O+与(s。atu)－不一定相 • （3）集成运放输入电流仍等于零。尽管两个输入
dui dt
▲平衡电阻:
Rf
ui
+ uC－ if
i1 C u－
－
△
∞ +
uo
R2 u+ +
(a) 电路
ui
Ui
0
uo
0
t
t
(b) 波形
R2 = Rf
第四章 集成运算放大电路
第二节 模拟信号的运算电路
上述的基本微分电路存在如下的缺点： ①输出端可能出现输出噪声淹没微分信号的现象；
②由于电路中的反馈网络构成的 RFC 滞后环节，它与集成运算放大
第四章 集成运算放大电路
第一节 概述
• 集成运算放大器基本内部组成可分为输入 级、中间级、输出级和偏置电路四个基本 组成部分。
第四章 集成运算放大电路
第一节 概述
• 1．输入级 • 采用差分放大电路构成。具有对称性好、输入电阻高、可以有效
减小零点漂移、抑制干扰信号等优点，因此可以有效放大有用信 号。 • 2．中间级 • 为整个电路提供足够大的电压放大倍数。一般采用共射级放大电 路，集电极电阻用晶体管恒流源代替，恒流源的动态电阻很大， 可以获得较高的电压放大倍数。 • 3．输出级 • 输出级与负载连接，主要作用是提供足够的输出功率（即足够大 的电流和电压）以满足负载的需要。要求其输出电阻低，带负载 能力强。一般由射级输出器或互补对称电路构成。 • 4．偏置电路 • 为整个电路提供稳定的和合适的偏置电流。偏置电路是由各种恒 流源电路组成。还有过载保护电路，可以防止输出电流过大时将 运放烧坏。
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二、模拟集成电路的分类（三种分类方法） 1、按结构工艺分：半导体集成电路、混合集成电路、 电子管集成电路 2、按集成度分：小规模集成电路、中规模集成电路、 大规模集成电路、超大规模集成电路 3、按功能分：模拟集成电路、数字集成电路
三、模拟集成电路的特点 1、同在一块硅片上制造，元件参数的一致性很好。 2、电路中电阻元件一般由硅半导体的体电阻构成， 阻值范围为几十欧~20千欧左右，另外电阻值的精度不易 控制，误差在20%~30%左右。 3、电路中电容值也不大（几十PF）。 4、集成电路存在温漂。 5、电路中的二极管多用作温度补偿或电位移动。
4.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。
五、运算放大器的符号和型号
运算放大器的符号中有三个引线端，两个 输入端，一个输出端。一个称为同相输入端， 即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用 符号‘+’或‘IN+’表示；另一个称为反相输入 端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异， 用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在 输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。 实际的运算放大器通常必须有正、负电源端， 有的品种还有补偿端和调零端。
精度提高了b 倍。电路如图04.04所示。
由于有T3存在， IB3和将比镜象电流源 的2IB小β 3倍。因此 IC2和IREF更加接近。
图04.04 精密电流源
三、微电流源
微电流源电路如图04.05所示，通过接入Re电阻得到 一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微功耗的集 成电路中。由图可得：
VBE1 = VBE2 I E2 Re2 IE2 Re2 = VBE1 VBE2 = DVBE Io = IC2 IE2 = DVBE / Re2
运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高 增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用 于各种电子电路之中。集成电路中第一级常采用差动电路。 （为克服或减小温漂）
四、模拟集成运放的组成及各部分的作用
集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电 路，它的方框图如图08.01所示。
图 08.01 运算放大器方框图
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图08.02所示。
(a)
(b)
图08.02 模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
(2)集成运算放大器的型号命名
数字序号
(与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。)
其它例如:集成功率放大器的型号命名 CD－－－－
集成稳压器的型号命名 CW－－－－
IR = IC1 2 IB
= IC2 2 IB
2
=
I C 2 (1
) b
且
I R = V CC
V BE R
， 当b 2 时 ,
IC2 = IR ， IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
图04.03 镜象电流源
二、 精密镜象电流源（带缓冲） 精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其
六、集成运放的电压传输特性
集成运算放大器的电压传输特性如下图 （b）所示，它具有如下特点：
由集成运算放大电路的特性曲线可知： （1）输入信号只有在很小的范围内(±Uid)，输出 与输入有线性关系； （2）当输入信号幅值过大时，输出会产生失真， Uod趋于饱和值（±Uom）。
4.2 电 流 源
电流源是一个输出电流恒定的电源电路，与 电压源相对应，它是电子线路中广泛大量使用的 单元电路。
ln IR = Io Re2 Io VT
因DVBE 小，Io<< IR。同时 Io 的稳定性也比 IR 好。
四、比例电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻，使
图04.05 微电流源
Io 与 IR 的关系如下
IR
I E1
I eVBE1/VT S1
Io
=
I C2
I E2
I eVBE2/VT S2
DVBE
= VBE1
VBE2
= VT (ln
IR I S1
ln
Io I S2
)
一般有 IS1= IS2，所以
Io
=
DVBE Re2
=
VT Re2
ln I R Io
第4章 集成运算放大器
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 电流源电路 4.3 集成运算放大电路简介 4.4 集成运算放大器性能指标低频等效电路及种类
4.1 集成运算放大电路概述
一、集成电路（IC）概述 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅片上，构成特定功能的电子电路，称为集成 电路。它体积小、性能很好，能完成一定的功能。
阻越大稳流特性越好。三
(a)
(b)
图04.01 三极管电流源
极管电流源.2.3 集成电它路的电特点流是源工作三极管的集电极电流
一、镜象电流源
是电流源电路的镜象(电流相等）。
三极管T1 、T2 匹配，
b =b =b
1
2
VBE1 = VBE2 = VBE ,则
4.2.1 电流源概述
(1) 电流源电路是一个电流负反馈电路，并利用PN结的温 度特性，对电流源电路进行温度补偿，以减小温度对电 流的影响。
(2) 电流源电路用于模拟集成放大器中以稳定静态工作点， 这对直接耦合放大器是十分重要。
(3) 用电流源做有源负载，可获得增益高、动态范围大的特 性。
(4) 用电流源给电容充电，以获得线性电压输出。 (5) 电流源还可单独制成稳流电源使用。 (6) 在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
1.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 输入双端输出的形式。
2.中间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。
3.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。
镜象电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源等。
4.2.2 三极管基本电流源
用普通的三极管接成电流负反馈电路，即可构成一个
基本的电流源电路。分压偏置基本放大电路就具有这一功
能，其电路如图04.01所示。
分压偏置电路对工
作点具有稳定作用，也就
是对IO有稳定作用，具有
稳流特性。电压源的内阻
小，电流源的内阻大，内
三、模拟集成电路的特点 1、同在一块硅片上制造，元件参数的一致性很好。 2、电路中电阻元件一般由硅半导体的体电阻构成， 阻值范围为几十欧~20千欧左右，另外电阻值的精度不易 控制，误差在20%~30%左右。 3、电路中电容值也不大（几十PF）。 4、集成电路存在温漂。 5、电路中的二极管多用作温度补偿或电位移动。
4.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。
五、运算放大器的符号和型号
运算放大器的符号中有三个引线端，两个 输入端，一个输出端。一个称为同相输入端， 即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用 符号‘+’或‘IN+’表示；另一个称为反相输入 端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异， 用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在 输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。 实际的运算放大器通常必须有正、负电源端， 有的品种还有补偿端和调零端。
精度提高了b 倍。电路如图04.04所示。
由于有T3存在， IB3和将比镜象电流源 的2IB小β 3倍。因此 IC2和IREF更加接近。
图04.04 精密电流源
三、微电流源
微电流源电路如图04.05所示，通过接入Re电阻得到 一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微功耗的集 成电路中。由图可得：
VBE1 = VBE2 I E2 Re2 IE2 Re2 = VBE1 VBE2 = DVBE Io = IC2 IE2 = DVBE / Re2
运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高 增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用 于各种电子电路之中。集成电路中第一级常采用差动电路。 （为克服或减小温漂）
四、模拟集成运放的组成及各部分的作用
集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电 路，它的方框图如图08.01所示。
图 08.01 运算放大器方框图
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图08.02所示。
(a)
(b)
图08.02 模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
(2)集成运算放大器的型号命名
数字序号
(与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。)
其它例如:集成功率放大器的型号命名 CD－－－－
集成稳压器的型号命名 CW－－－－
IR = IC1 2 IB
= IC2 2 IB
2
=
I C 2 (1
) b
且
I R = V CC
V BE R
， 当b 2 时 ,
IC2 = IR ， IC2 和 IR 是 镜 象 关 系 。
图04.03 镜象电流源
二、 精密镜象电流源（带缓冲） 精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其
六、集成运放的电压传输特性
集成运算放大器的电压传输特性如下图 （b）所示，它具有如下特点：
由集成运算放大电路的特性曲线可知： （1）输入信号只有在很小的范围内(±Uid)，输出 与输入有线性关系； （2）当输入信号幅值过大时，输出会产生失真， Uod趋于饱和值（±Uom）。
4.2 电 流 源
电流源是一个输出电流恒定的电源电路，与 电压源相对应，它是电子线路中广泛大量使用的 单元电路。
ln IR = Io Re2 Io VT
因DVBE 小，Io<< IR。同时 Io 的稳定性也比 IR 好。
四、比例电流源
在镜象电流源电路的基础上，增加两个发射极电阻，使
图04.05 微电流源
Io 与 IR 的关系如下
IR
I E1
I eVBE1/VT S1
Io
=
I C2
I E2
I eVBE2/VT S2
DVBE
= VBE1
VBE2
= VT (ln
IR I S1
ln
Io I S2
)
一般有 IS1= IS2，所以
Io
=
DVBE Re2
=
VT Re2
ln I R Io
第4章 集成运算放大器
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 电流源电路 4.3 集成运算放大电路简介 4.4 集成运算放大器性能指标低频等效电路及种类
4.1 集成运算放大电路概述
一、集成电路（IC）概述 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅片上，构成特定功能的电子电路，称为集成 电路。它体积小、性能很好，能完成一定的功能。
阻越大稳流特性越好。三
(a)
(b)
图04.01 三极管电流源
极管电流源.2.3 集成电它路的电特点流是源工作三极管的集电极电流
一、镜象电流源
是电流源电路的镜象(电流相等）。
三极管T1 、T2 匹配，
b =b =b
1
2
VBE1 = VBE2 = VBE ,则
4.2.1 电流源概述
(1) 电流源电路是一个电流负反馈电路，并利用PN结的温 度特性，对电流源电路进行温度补偿，以减小温度对电 流的影响。
(2) 电流源电路用于模拟集成放大器中以稳定静态工作点， 这对直接耦合放大器是十分重要。
(3) 用电流源做有源负载，可获得增益高、动态范围大的特 性。
(4) 用电流源给电容充电，以获得线性电压输出。 (5) 电流源还可单独制成稳流电源使用。 (6) 在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
1.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 输入双端输出的形式。
2.中间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。
3.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。
镜象电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源等。
4.2.2 三极管基本电流源
用普通的三极管接成电流负反馈电路，即可构成一个
基本的电流源电路。分压偏置基本放大电路就具有这一功
能，其电路如图04.01所示。
分压偏置电路对工
作点具有稳定作用，也就
是对IO有稳定作用，具有
稳流特性。电压源的内阻
小，电流源的内阻大，内