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1、會(huì)計(jì)學(xué)1模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程(第三版第三版)楊素楊素行行 第四章第四章4.1集成放大電路的特點(diǎn)集成電路簡(jiǎn)稱 IC(Integrated Circuit)集成電路按其功能分?jǐn)?shù)字集成電路模擬集成電路模擬集成電路類型集成運(yùn)算放大器；集成功率放大器；集成高頻放大器；集成中頻放大器；集成比較器；集成乘法器；集成穩(wěn)壓器；集成數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等。第1頁(yè)/共65頁(yè)集成電路的外形圖 4.1.1集成電路的外形(a)雙列直插式(b)圓殼式(c)扁平式第2頁(yè)/共65頁(yè)集成運(yùn)算放大電路特點(diǎn)：1.對(duì)稱性好，適用于構(gòu)成差分放大電路。2.集成電路中電阻，其阻值范圍一般在幾十歐到幾十千歐之間，如
2、需高阻值電阻時(shí)，要在電路上另想辦法。3.在芯片上制作三極管比較方便，常常用三極管代替電阻(特別是大電阻)。4.在芯片上制作比較大的電容和電感非常困難，電路通常采用直接耦合電路方式。5.集成電路中的 NPN、PNP管的 值差別較大，通常 PNP 的 10。第3頁(yè)/共65頁(yè)4.2集成運(yùn)放的基本組成部分實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。圖 4.2.1集成運(yùn)算的基本組成輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路4.2.1偏置電路向各放大級(jí)提供合適的偏置電路，確定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。第4頁(yè)/共65頁(yè)一、鏡像電流源(電流鏡 Current Mirror)+VCCRIREF+VT1VT2IC2IB1IB22IB
3、IC2UBE1UBE2基準(zhǔn)電流由于 UBE1=UBE2，VT1與 VT2 參數(shù)基本相同，則IB1=IB2=IB；IC1=IC2=IC所以當(dāng)滿足 2 時(shí)，則圖 4.2.2第5頁(yè)/共65頁(yè)+VCCRIREF+VT1VT2IC2IB1IB22IBIC2UBE1UBE2二、比例電流源R1R2由圖可得UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2由于 UBE1 UBE2 ，則忽略基極電流，可得兩個(gè)三極管的集電極電流之比近似與發(fā)射極電阻的阻值成反比，故稱為比例電流源。圖 4.2.3比例電流源第6頁(yè)/共65頁(yè)三、微電流源 在鏡像電流源的基礎(chǔ)上接入電阻 Re。+VCCRIREFVT1VT2IC22IBIC1ReR
4、e 引入Re使 UBE2 UBE1，且 IC2 0，VT1 導(dǎo)通，VT2 截止iC1：+VCC VT1 RL 地uI u-時(shí)，uO=+UOPP當(dāng) u+u-時(shí),uO=-UOPP1.uO 的值只有兩種可能在非線性區(qū)內(nèi)，(u+-u-)可能很大，即 u+u-?！疤摰亍辈淮嬖?.理想運(yùn)放的輸入電流等于零第55頁(yè)/共65頁(yè)實(shí)際運(yùn)放 Aod ，當(dāng) u+與 u-差值比較小時(shí)，仍有 Aod(u+-u-)UOPP，運(yùn)放工作在線性區(qū)。例如：F007 的 Uopp=14 V，Aod 2 105，線性區(qū)內(nèi)輸入電壓范圍uOu+-u-O實(shí)際特性非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)但線性區(qū)范圍很小。圖 4.5.2集成運(yùn)放的傳輸特性第56頁(yè)
5、/共65頁(yè)4.6各類集成運(yùn)放的性能特點(diǎn)一、高精度型性能特點(diǎn)：漂移和噪聲很低，開環(huán)增益和共模抑制比很高，誤差小。二、低功耗型性能特點(diǎn)：靜態(tài)功耗一般比通用型低 1 2 個(gè)數(shù)量級(jí)(不超過毫瓦級(jí))，要求電壓很低，有較高的開環(huán)差模增益和共模抑制比。第57頁(yè)/共65頁(yè)三、高阻型性能特點(diǎn)：通常利用場(chǎng)效應(yīng)管組成差分輸入級(jí)，輸入電阻高達(dá) 1012。高阻型運(yùn)放可用在測(cè)量放大器、采樣-保持電路、帶通濾波器、模擬調(diào)節(jié)器以及某些信號(hào)源內(nèi)阻很高的電路中。四、高速型大信號(hào)工作狀態(tài)下具有優(yōu)良的頻率特性，轉(zhuǎn)換速率可達(dá)每微秒幾十至幾百伏，甚至高達(dá) 1 000 V/s，單位增益帶寬可達(dá) 10 MHz，甚至幾百兆歐。性能特點(diǎn)：第58
6、頁(yè)/共65頁(yè)常用在A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器、有源濾波器、高速采樣-保持電路、模擬乘法器和精度比較器等電路中。五、高壓型性能特點(diǎn)：輸出電壓動(dòng)態(tài)范圍大，電源電壓高，功耗大。六、大功率型性能特點(diǎn)：可提供較高的輸出電壓較大的輸出電流，負(fù)載上可得到較大的輸出功率。第59頁(yè)/共65頁(yè)4.7集成運(yùn)放使用中的幾個(gè)具體問題4.7.1集成運(yùn)放參數(shù)的測(cè)試4.7.2使用中可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象1.不能調(diào)零調(diào)零電位器故障；電路接線有誤或有虛焊；反饋極性接錯(cuò)或負(fù)反饋開環(huán)；集成運(yùn)放內(nèi)部損壞；重新接通即可恢復(fù)為輸入信號(hào)過大而造成“堵塞”現(xiàn)象原因第60頁(yè)/共65頁(yè)2.漂移現(xiàn)象嚴(yán)重存在虛焊點(diǎn)運(yùn)放產(chǎn)生自激振蕩或受強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾集成運(yùn)放
7、靠近發(fā)熱元件輸入回路二極管受光照射調(diào)零電位器滑動(dòng)端接觸不良集成運(yùn)放本身?yè)p壞或質(zhì)量不合格原因3.產(chǎn)生自激振蕩消振措施按規(guī)定部位和參數(shù)接入校正網(wǎng)絡(luò)防止反饋極性接錯(cuò)避免負(fù)反饋過強(qiáng)合理安排接線，防止雜散電容過大第61頁(yè)/共65頁(yè)4.7.3集成運(yùn)放的保護(hù)1.輸入保護(hù)(a)反相輸入保護(hù)(b)同相輸入保護(hù)+V+AR1VD1VD2RFR-VuOuI保護(hù)元件保護(hù)元件uO+AR1RFVD1VD2uI保護(hù)元件圖 4.7.1輸入保護(hù)第62頁(yè)/共65頁(yè)2.電源極性錯(cuò)接保護(hù)保護(hù)元件：VD1、VD23.輸出端錯(cuò)接保護(hù)保護(hù)元件：穩(wěn)壓管 VDZ1、VDZ2+AVD1VD2+AR1VDZ1VDZ2RFuOuI圖 4.7.3利用穩(wěn)壓管保護(hù)運(yùn)放圖 4.7.2電源接錯(cuò)保護(hù)第63頁(yè)/共65頁(yè)4.輸出限流保護(hù)+AVT1VT2VEER2R3R4R1VT4R5VT3+VCCC1C1C2保護(hù)元件：VT1、VT2(b)保護(hù)管工作特性正常工作時(shí)工作點(diǎn)在 A；工作電流過大，工作點(diǎn)經(jīng)B 移到 C 或 D 點(diǎn)。(a)電 路 圖BCDAICUCEO圖 4.7.4輸出限流保護(hù)第64頁(yè)/共65頁(yè)
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