模电第4章集成运算放大器的结构及特性
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集成运算放大器全解
集成运算放大器全解
集成运算放大器的基本概念
集成运放是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。

1. 集成电路的特点
(1)在集成电路工艺中还难于制造电感元件和大容量电容，因此采用直接耦合。
(2)运算放大器的输入级都采用差分放大电路，其特点是输入电阻
高、抗干扰能力强、零漂小。
(3)在集成运算放大器中往往用晶体管恒流源代替电阻。
(4)集成电路中的二极管都采用晶体管构成，把发射极、基极、集电极三者适当组配使用。
2. 集成运算放大器的符号、管脚

3. 集成运放的基本特性
理想化的条件：(1)开环电压放大倍数Ao → ∞(2)差模输入电阻 ri → ∞(3)开环输出电阻ro → 0
4. 集成运放的电压传输特性

5. 理想运放的分析特点
理想运放工作在非线性区的分析依据
集成运算放大器在信号运算方面的应用1.反相输入放大电路
2.同相输入放大电路

电压跟随器:

3. 加法运算电路
4.差分运算电路
例题:电路如图所示，试求出电路输出电压uo的值。
集成运算放大器在信号处理方面的应用
1. 有源滤波器
所谓滤波器，就是一种选频装置，它允许信号的一部分频率分量通过而抑制另一部分频率分量。

2. 电压比较器
在自动控制系统中，如果要对一个模拟信号与另一个模拟信号的大小进行比较。
按比较的结果来决定执行机构的动作，则需要用比较器来完成。
集成运算放大器的简单介绍PPT课件
RF 常用做测量分析方法1：
R如u–+如F则i1果则u+–：R取i：21uR1R=uoRo2R12R=RRu=F1+R–R3i2(R22u3/+i，/2=uRiR13u3=u+–i放=1uo)RoR大1F/电(/1R路F由RR由uuF1虚)虚R短断2uuR可Ri可i3112得RR得33：uRuuR：Roi1321uuuiRR2RiF1F1uRui11 )
–Uo(sat)
线性区： uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
第7页/共54页
3. 理想运放工作在线性区的特点
u– u+
i– i+
– +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– ) uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0
(1
RF R1
)
R3 R2 R3
ui 2
RF R1
ui1
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16.2.4 积分运算电路
if =? if
i1 R1 + ui – R2
+uC– CF
– +
+
+
uO
–
由虚短及虚断性质可得
i1 = if
i1
ui R1
iF
CF
duC dt
当电容CF的初始电压 为 uC(t0) 时，则有
ui R1
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信号传 输方向
实际运放开环
反相
+UCC 电压放大倍数
R如u–+如F则i1果则u+–：R取i：21uR1R=uoRo2R12R=RRu=F1+R–R3i2(R22u3/+i，/2=uRiR13u3=u+–i放=1uo)RoR大1F/电(/1R路F由RR由uuF1虚)虚R短断2uuR可Ri可i3112得RR得33：uRuuR：Roi1321uuuiRR2RiF1F1uRui11 )
–Uo(sat)
线性区： uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
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3. 理想运放工作在线性区的特点
u– u+
i– i+
– +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– ) uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0
(1
RF R1
)
R3 R2 R3
ui 2
RF R1
ui1
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16.2.4 积分运算电路
if =? if
i1 R1 + ui – R2
+uC– CF
– +
+
+
uO
–
由虚短及虚断性质可得
i1 = if
i1
ui R1
iF
CF
duC dt
当电容CF的初始电压 为 uC(t0) 时，则有
ui R1
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信号传 输方向
实际运放开环
反相
+UCC 电压放大倍数
集成运放的结构工作原理和主要参数
输入信号直接加到集成运放的同 相输入端，输出信号与输入信号 成比例关系，实现放大功能。
加法运算电路
将多个输入信号通过电阻分压后，分别 加到集成运放的反相和同相输入端，输 出信号为各输入信号的代数和。
应用领域探讨及前景展望
01
02
03
04
05
模拟信号处理
数字化接口电路 传感器信号处理 自动控制系统
新能源与节能环 保领域
防止输出级过载或短路。
偏置电路与保护电路
偏置电路
为各级放大电路提供合适的静态工作 点。
保护电路
包括过流保护、过热保护等，确保集 成运放在异常情况下不被损坏。
Part
03
工作原理
差分放大原理
差分放大器的输入
集成运放通常包含两个输入端，分别为同相输入端和反相 输入端。当信号分别加在两个输入端时，会在输出端产生 差分放大效果。
Part
06
案例分析：典型集成运放电路 设计与应用
典型电路设计实例分析
反相比例运算电路
输入信号通过电阻分压后，经过集成运 放的反相输入端，输出信号与输入信号 成比例关系，实现放大或缩小功能。
减法运算电路
将两个输入信号分别加到集成运 放的反相和同相输入端，输出信 号为两输入信号的差。
同相比例运算电路
输入级
提供高输入阻抗，减小信 号源内阻对放大器性能的 影响。
中间级
输出级
提供低输出阻抗，增大带 负载能力。
主要进行电压放大，提高 放大器的电压放大倍数。
应用领域及重要性
应用领域
集成运放广泛应用于模拟信号运 算、信号处理、波形产生和变换 等电路中，是模拟电子线路中最 重要的单元电路之一。
重要性
加法运算电路
将多个输入信号通过电阻分压后，分别 加到集成运放的反相和同相输入端，输 出信号为各输入信号的代数和。
应用领域探讨及前景展望
01
02
03
04
05
模拟信号处理
数字化接口电路 传感器信号处理 自动控制系统
新能源与节能环 保领域
防止输出级过载或短路。
偏置电路与保护电路
偏置电路
为各级放大电路提供合适的静态工作 点。
保护电路
包括过流保护、过热保护等，确保集 成运放在异常情况下不被损坏。
Part
03
工作原理
差分放大原理
差分放大器的输入
集成运放通常包含两个输入端，分别为同相输入端和反相 输入端。当信号分别加在两个输入端时，会在输出端产生 差分放大效果。
Part
06
案例分析：典型集成运放电路 设计与应用
典型电路设计实例分析
反相比例运算电路
输入信号通过电阻分压后，经过集成运 放的反相输入端，输出信号与输入信号 成比例关系，实现放大或缩小功能。
减法运算电路
将两个输入信号分别加到集成运 放的反相和同相输入端，输出信 号为两输入信号的差。
同相比例运算电路
输入级
提供高输入阻抗，减小信 号源内阻对放大器性能的 影响。
中间级
输出级
提供低输出阻抗，增大带 负载能力。
主要进行电压放大，提高 放大器的电压放大倍数。
应用领域及重要性
应用领域
集成运放广泛应用于模拟信号运 算、信号处理、波形产生和变换 等电路中，是模拟电子线路中最 重要的单元电路之一。
重要性
集成运算放大器的外特性及参数
集成运算放大器的外特性及参数1. 理想集成运算放大器所谓理想运放就是将各项技术指标理想化的集成运放，即认为： 开环差模电压放大倍数 Od A ＝∞； 差模输入电阻 id R ＝∞； 输出电阻 O R ＝０； 共模抑制比 CMR K ＝∞； 输入偏置电流 id I ＝０； 上限频率 H f ＝∞ 。
2. 集成运算放大器的电压传输特性我们称集成运放输出电压O U 与其输入电压id U 之间的关系曲线为电压传输特性，集成运放的电压传输特性如图2-15（a ）所示。
(a) (b)图2-15 集成运放的电压传输特性(a) 集成运放的电压传输特性 (b) 理想集成运放的电压传输特性在id U 很小的范围内为线性区，id od O U A U =，输出电压的最大值为OM U ±，当odOM A ||U U ＞||id 时，输出信号O U 不再跟随id U 线性变化，进入饱和工作区（非线性区）。
由于集成运放的开环差模电压放大倍数Od A 非常高，一般为10４～10７，即80～140dB ，所以它的线性区非常窄,图2-15（b ）为理性运算放大器的电压传输特性。
如果输出电压最大值V U O M 13±=±。
Od A ＝５×10５，那么只有当输入信号｜id U ｜＜26μV 时，电路才会工作在线性区。
否则输出级就将工作在正向饱和或负向饱和状态，输出电压O U 不是OM U +就是OM U -。
其饱和值OM U ±接近正、负电源电压值。
3. 集成运算放大器的参数集成运算放大器的性能可以用各种参数来表示，了解这些参数有助于正确选择和使用各种不同类型的集成运放。
常用的典型集成运算放大器的参数详见表2－1。
表2－1典型集成运算放大器的参数表。
模电 第四章 集成运放PPT课件
使IC1 与IR 可以保持很好 的镜像关系。
+ V cc
IR
IC 0 T0
R IB 2
IB 0 R e2
T2 IE 2
IB 1 IR e2
IC 1 T1
图 4 .5 微 电 流 源
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6
5. 威尔逊电流源
VBE1=VBE0
T0
IB1 = IB0
IC 0
IC 2IE 2IC= 1IC 0IR IR
VBEVT
lnIIES
(1)
V BE =V 0BE I1 ER 1 e1（ 2 ）
IR
IC 0 T0
+ V cc R IB 0 + IB 1 IC 1
IB 0 IB 1 R e1
T1 IE 1
IE1Re1
VTln
IE0
IE
1
此式是关于IC1的超越
方程
图4
，但
.
5微
IE1
电
流源
VT Re1
ln
IE0 IE1
IE1Re1
IE0Re0
VT
ln
IE0 IE1
IE0Re0
I R E0 e0
VTln
IE0 IE1
IC1 与 IR 成 比 例 变 化 。
图 4.4 比 例 电 流 源
I E1
Re0 Re1
I
E0
IC1R Ree01IR
(2)
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4
3. 微电流源
VBE
IE ISe VT
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源电路
内容简介
4.3 集成运放电路简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
+ V cc
IR
IC 0 T0
R IB 2
IB 0 R e2
T2 IE 2
IB 1 IR e2
IC 1 T1
图 4 .5 微 电 流 源
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6
5. 威尔逊电流源
VBE1=VBE0
T0
IB1 = IB0
IC 0
IC 2IE 2IC= 1IC 0IR IR
VBEVT
lnIIES
(1)
V BE =V 0BE I1 ER 1 e1（ 2 ）
IR
IC 0 T0
+ V cc R IB 0 + IB 1 IC 1
IB 0 IB 1 R e1
T1 IE 1
IE1Re1
VTln
IE0
IE
1
此式是关于IC1的超越
方程
图4
，但
.
5微
IE1
电
流源
VT Re1
ln
IE0 IE1
IE1Re1
IE0Re0
VT
ln
IE0 IE1
IE0Re0
I R E0 e0
VTln
IE0 IE1
IC1 与 IR 成 比 例 变 化 。
图 4.4 比 例 电 流 源
I E1
Re0 Re1
I
E0
IC1R Ree01IR
(2)
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3. 微电流源
VBE
IE ISe VT
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源电路
内容简介
4.3 集成运放电路简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
模拟电子电路模电课件清华大学华成英4集成运算放大电路
注意集成运算放大器的散热问题，采取适当的散热措施，避免过热导致性能下降或损坏。
在电路设计时考虑噪声干扰的影响，采取措施减小噪声干扰，如使用屏蔽、远离噪声源等。
在使用过程中注意避免突然的电压或电流冲击，以免造成集成运算放大器的损坏。
谢谢
THANKS
详细描述
共模抑制比是集成运算放大器性能的重要指标之一，它影响着电路的稳定性和性能。
总结词
在实际应用中，电路中的干扰和噪声通常是共模的，因此共模抑制比的大小直接影响到电路的性能和稳定性。在选择集成运算放大器时，需要根据实际需求来选择具有较大共模抑制比的型号。
详细描述
集成运算放大器的使用注意事项
了解集成运算放大器的规格书，确保其满足电路的性能要求。
良好的线性度
集成运放的内部电路设计使得它在放大信号时产生的噪声较低。
低噪声
集成运放的输入阻抗一般都在兆欧姆级别，使得它对信号源的影响较小。
高输入阻抗
按功能
可以分为通用型和专用型两类。通用型集成运放适用于多种场合，而专用型集成运放则是针对特定应用设计的，如仪表放大器、音频放大器等。
按性能指标
可以分为低噪声、高精度、高速型等不同类型。低噪声型集成运放主要用于信号放大，高精度型用于高精度的测量和运算，高速型则用于高速信号处理和传输。
电压-频率转换
电压-电流转换
集成运算放大器的性能指标
详细描述
开环电压增益的数值越大，意味着对微弱信号的放大能力越强，因此开环电压增益是衡量集成运算放大器性能的重要参数之一。
总结词
开环电压增益是衡量集成运算放大器放大能力的重要指标。
详细描述
开环电压增益是指在无反馈情况下，输入信号经过集成运算放大器放大后的输出电压与输入电压的比值。这个比值越大，说明放大器的放大能力越强。
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。
模电课件第4章
V2
＋
Re
－
－Ee
＋
Rs －
3 sin t ＋
－ (b)
图 4-4 (a) 原电路； (b) 分解为差模和共模信号电路
第4章 模拟集成电路基础 由图4-4(b)不难求出输出电压uo。假设V1管单端输出(即V1 集电极至地)电压为uo1，它为
uo1 Ad1uid Ac1uic
uo2 Ad 2uid Ac2uic
上述利用了对称性，即有Rc1=Rc2=Rc。
综上可得，差模电压放大倍数为
Ad
uo uid
Rc
Rs hie
第4章 模拟集成电路基础
当集电极之间接入负载电阻RL时，在差模信号作用下，RL 两端的电位向相反的方向变化，一端增量为正，另一端增量为
负， 并且绝对值相等，因而RL的中点电位是交流地电位。这样， 差模电压放大倍数为
第4章 模拟集成电路基础
第4章 模拟集成电路基础
4.1 模拟集成电路概述 4.2 差动放大器 4.3 典型模拟集成电路
第4章 模拟集成电路基础
4.1 模拟集成电路概述
4.1.1 集成电路分类
(a)
(b)
(c)
(d)
图 4-1 单个晶体管与完整的集成电路的比较 (a) 单个晶体三极管； (b) 集成块； (c) 双列直插型； (d) 扁平型
I E1
IE2
Ee UBE
Rs
1
2Re
通常Rs/(1+β)<<2Re, UBE=0.7V (硅管)，所以
I E1
IE2
Ee 0.7 2Re
可见，静态工作电流取决于Ee和Re。同时，由于Uc1=Uc2，故 Uo=0，通常称作零输入零输出。信号电压由两管基极输入， 放 大后的输出电压可以从两个集电极之间取出(双端输出)，也可以
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示。
由于有 T3存在， IB3和将比镜象电
流源的 2IB小β3倍。
因此IC2和IREF更加 接近。
精密电流源
二、 威尔逊电流源
4.2.3 多路电流源电路
一、 基于比例电流源的多路电流源
五、 多电流源
通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点 电流，即可构成多路电流源，电路见图 04.07。图中 一个基准电流 IREF 可获得多个恒定电流 IC2、IC3? 。
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、运算放大器外形图
4.1 集成运算放大电路概述
一、集成运放电路（ IC）的结构特点
1. 集成运放内部电路均采用直接耦合方式的多级 放大电路。
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。
4.2 集成运放中的电流源电路
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。
4.2.1 基本电流源电路
4.2.2 改进型电流源电路
4.2.3 多路电流源电路
4.2.4 以电流源为有源负载的放大多路
4.2.1 基本电流源电路
一、 镜像电流源
基准电流
IR
第4章 集成运算放大器
4.1 集成运算放大电路概述 4.2集成运放中的电流源电路 4.3集成运放电路简介 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 4.6 集成运放的使用
模拟集成电路简介
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。
2、运算放大器的符号和型号
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图下图所示。
(a)
(b)
模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
3、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－－－－
图04.07 多电流源
二、 多集电极管构成的多路电流源
三、 MOS管多路电流源
F007中的电流源电路
4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路
一、有源负载共射放大电路
二、 有源负载差分放大电路
4.3 集成运放电路简介
1. 一、 F007电路原理图 2. F007电路中的放大电路部分 3. F324电路原理图 4. F324的简化电路原理图 5. C14573电路图 6. C14573的放大电路部分
?
VCC
? U BE R
? IC ? 2IB
?
IC
?
2
IC
?
IC
?
?
?
?
2 ?IR
当 ? ?? 2 时
IC 0 ? IC1 ? IC I B0 ? I B1 ? I B
IC1
?
IR
?
VCCLeabharlann ? U BE R?0 ? ?1 ? ?
镜像电流源具有一定的温度补偿作用
镜像电流源存在的问题： 在VCC一定的前提下， 1、若要求 IC1大，则IR必须大； 2、若要求 IC1小，则R必须大。
2. 集成运放内部电路的输入级采用差分电路。
3. 集成运放内部电路用有源元件（晶体管或场效 应管）替代电阻。
4. 集成运放内部电路用恒流源电路作偏置电路。
5.集成运放内部电路经常用复合管。
二、集成运放电路的组成及各部分的作用
集成运放电路方框图 1. 输入级：要求其输入电阻高，抑制共模能力强，差模放大倍数大。 2. 中间级：要求放大倍数大。多采用共射（或共源）电路，并采用 复合管做放大管，用恒流源做集电极负载。 3. 输出级：要求输出电压线性范围宽，输出电阻小（带负载能力强） 和非线性失真小。 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。集成运放采用电流源电路为各级提供集电极（或发射极、漏极） 静态工作电流。
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。
1、运算放大器的引线
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。
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。
三、 集成运放的符号和电压传输特性
集成运放的符号
双电源供电下的电压传输特性
Aod 为运放的差模开环放大倍数。 线性放大区 在线性放大区，有 uO ? Aod (uP ? uN ) 在非线性放大区，有 uO ? ? uOM 或 uO ? ? uOM
二、 比例电流源
三、 微电流源
IC1
?
I E1
?
U BE0 ? U BE1 Re
IC1
?
UT Re
ln
IR IC1
式中：基准电流
IR
?
VCC
? U BE0 R
4.2.2 改进型电流源电路
一、加射极输出器的电流源
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，其精度提高了 ? 倍。电路如图下图所
由于有 T3存在， IB3和将比镜象电
流源的 2IB小β3倍。
因此IC2和IREF更加 接近。
精密电流源
二、 威尔逊电流源
4.2.3 多路电流源电路
一、 基于比例电流源的多路电流源
五、 多电流源
通过一个基准电流源稳定多个三极管的工作点 电流，即可构成多路电流源，电路见图 04.07。图中 一个基准电流 IREF 可获得多个恒定电流 IC2、IC3? 。
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、运算放大器外形图
4.1 集成运算放大电路概述
一、集成运放电路（ IC）的结构特点
1. 集成运放内部电路均采用直接耦合方式的多级 放大电路。
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。
4.2 集成运放中的电流源电路
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。
4.2.1 基本电流源电路
4.2.2 改进型电流源电路
4.2.3 多路电流源电路
4.2.4 以电流源为有源负载的放大多路
4.2.1 基本电流源电路
一、 镜像电流源
基准电流
IR
第4章 集成运算放大器
4.1 集成运算放大电路概述 4.2集成运放中的电流源电路 4.3集成运放电路简介 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 4.6 集成运放的使用
模拟集成电路简介
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。
2、运算放大器的符号和型号
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图下图所示。
(a)
(b)
模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
3、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－－－－
图04.07 多电流源
二、 多集电极管构成的多路电流源
三、 MOS管多路电流源
F007中的电流源电路
4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路
一、有源负载共射放大电路
二、 有源负载差分放大电路
4.3 集成运放电路简介
1. 一、 F007电路原理图 2. F007电路中的放大电路部分 3. F324电路原理图 4. F324的简化电路原理图 5. C14573电路图 6. C14573的放大电路部分
?
VCC
? U BE R
? IC ? 2IB
?
IC
?
2
IC
?
IC
?
?
?
?
2 ?IR
当 ? ?? 2 时
IC 0 ? IC1 ? IC I B0 ? I B1 ? I B
IC1
?
IR
?
VCCLeabharlann ? U BE R?0 ? ?1 ? ?
镜像电流源具有一定的温度补偿作用
镜像电流源存在的问题： 在VCC一定的前提下， 1、若要求 IC1大，则IR必须大； 2、若要求 IC1小，则R必须大。
2. 集成运放内部电路的输入级采用差分电路。
3. 集成运放内部电路用有源元件（晶体管或场效 应管）替代电阻。
4. 集成运放内部电路用恒流源电路作偏置电路。
5.集成运放内部电路经常用复合管。
二、集成运放电路的组成及各部分的作用
集成运放电路方框图 1. 输入级：要求其输入电阻高，抑制共模能力强，差模放大倍数大。 2. 中间级：要求放大倍数大。多采用共射（或共源）电路，并采用 复合管做放大管，用恒流源做集电极负载。 3. 输出级：要求输出电压线性范围宽，输出电阻小（带负载能力强） 和非线性失真小。 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。集成运放采用电流源电路为各级提供集电极（或发射极、漏极） 静态工作电流。
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。
1、运算放大器的引线
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。
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。
三、 集成运放的符号和电压传输特性
集成运放的符号
双电源供电下的电压传输特性
Aod 为运放的差模开环放大倍数。 线性放大区 在线性放大区，有 uO ? Aod (uP ? uN ) 在非线性放大区，有 uO ? ? uOM 或 uO ? ? uOM
二、 比例电流源
三、 微电流源
IC1
?
I E1
?
U BE0 ? U BE1 Re
IC1
?
UT Re
ln
IR IC1
式中：基准电流
IR
?
VCC
? U BE0 R
4.2.2 改进型电流源电路
一、加射极输出器的电流源
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，其精度提高了 ? 倍。电路如图下图所