【正文】 阻 抗ro或 驅(qū) 動(dòng) 大 電 容CL及 小 負(fù) 載 RL概述－ 分析運(yùn)算放大器的一般步驟 ? 分析運(yùn)算放大器的一般步驟為： ? 劃分并分析所有的偏置電路（即偏置電壓與偏置電流）；劃分并分析所有的保護(hù)電路，并可先忽略它們的影響。 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) ? 單位增益帶寬 fu 運(yùn)放的開環(huán)增益下降到 0dB（ 1倍）時(shí)所對應(yīng)的頻率，即為運(yùn)放小信號工作時(shí)的頻率特性。 ? 建立時(shí)間 ts 當(dāng)運(yùn)放閉環(huán)增益為 1時(shí)，在額定負(fù)載下輸入階躍大信號，輸出電壓達(dá)到規(guī)定精度的所需要的時(shí)間。 ? 線性與諧波失真 開環(huán)運(yùn)放具有相當(dāng)大的非線性，在許多反饋電路中，決定開環(huán)增益的因素是線性的要求而非增益誤差。 ? 開環(huán)差分增益 Aiv 運(yùn)放的開環(huán)差分增益決定了應(yīng)用運(yùn)放作為反饋系統(tǒng)的精度。 ? 輸出短路電流 IoS 運(yùn)算放大器在同相端輸入規(guī)定的直流電壓而使輸出達(dá)到最大值時(shí)，輸出端對地的短路電流。 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) ?電源抑制 ? 反映運(yùn)放對電源噪聲的抑制能力，一般全差分結(jié)構(gòu)具有很好的電源抑制。 0)(2??? ??idVBBicic IIddVR概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) ?最大共模輸入電壓 Vic ? 使運(yùn)算放大器的共模抑制比比規(guī)定共模電壓下的共模抑制比下降 6dB時(shí)加在輸入端的共模輸入電壓。 ? 差模輸入阻抗 Zid ? 運(yùn)算放大器在線性區(qū)工作時(shí)，兩差模輸入電壓變化 vid與其對應(yīng)的差分電流變化 iid之比，即 Zid=vid/iid。即IB為同相端輸入電流與反相端輸入電流的絕對值之和的一半。對于高精度、低漂移型運(yùn)算放大器而言， VOS在，甚至為 uV數(shù)量級。運(yùn)算放大器 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 1 輸入特性參數(shù) ? 輸入失調(diào)電壓 VOS ? 當(dāng)運(yùn)算放大器輸出直流電壓 Vo＝ 0時(shí)，在運(yùn)算放大器的輸入端之間所加的直流補(bǔ)償電壓。 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) ? 輸入失調(diào)電流 IOS ? 當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出直流電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端所需的偏置電流的差值： IOS＝ IB＋ － IB－ 。 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) ? 輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù) dVOS/dT ? 運(yùn)算放大器在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，環(huán)境溫度每改變一度所引起的輸入失調(diào)電壓的變化量。在低頻工作時(shí)， Zid可用電阻 Rid來表示，而在高頻工作時(shí)，則可用 Rid與 Cid并聯(lián)表示。 ?最大差模輸入電壓 Vid ? 運(yùn)算放大器兩輸入端所能承受的最大電壓。它的計(jì)算一般定義為： 10/)()( ?? ????????????oVDDioDDodVVVVAP S RR ??概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 2 轉(zhuǎn)移特性參數(shù) ? 開環(huán)直流（低頻）電壓增益 Avd ? 運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓變化與差分輸入電壓變化的比值： ? 一般用 dB表示，即定義為： 20logAvd。大小主要與輸出級的保護(hù)電路有關(guān)。如前所述，根據(jù)應(yīng)用其所需增益可能有四個(gè)數(shù)量級的變化。 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 4 頻率特性 ? 輸出電壓轉(zhuǎn)換速率 Sr 也稱為壓擺率，指運(yùn)算放大器在閉環(huán)增益為 1時(shí)，在額定條件下，當(dāng)輸入為大信號階躍脈沖時(shí)，輸出電壓的最大變化率。 概述－ 運(yùn)算放大器的主要參數(shù) ? 全功率帶寬 fp 運(yùn)算放大器閉環(huán)增益為 1時(shí)，在額定負(fù)載下輸入正弦信號后，在規(guī)定失真下，輸出電壓達(dá)到最大幅度 Vop時(shí)的最高頻率。 ? 大信號帶寬 反映運(yùn)算放大器的輸入為大信號時(shí)的頻率特性，運(yùn)放的頻率特性中，小信號頻率特性和大信號頻率特性之間不存在對應(yīng)關(guān)系，有些要求小信號帶寬，但大信號特性很差，需根據(jù)運(yùn)放在系統(tǒng)中的作用和要求來定。 ? 計(jì)算所有的工作電流與電壓。 ? 計(jì)算高頻響應(yīng)。 ? 圖中 M M M M4及電流 源 IS構(gòu)成了一個(gè)差分放大器， 而 M5及電流源 IR則為差分放大 器的負(fù)載管 M M4提供偏置。 ? 這種運(yùn)算放大器的一個(gè) 明顯缺點(diǎn)是很難以輸入 輸出短接方式實(shí)現(xiàn)單位 增益緩沖器。 ? 其開環(huán)輸入壓擺比伸縮式級聯(lián)運(yùn)算放大器要大得多，其最小輸入電壓可為 0V。 折疊式級聯(lián)運(yùn)算放大器 ? 采用半電路概念來求解折疊級聯(lián)運(yùn)放的小信號電壓增益，如下圖所示電路，其增益可寫成： 。 ]})[()](){ [ ( 9777513331 oombmooombmmv rrggrrrgggA ???折疊式級聯(lián)運(yùn)算放大器 ? 用 NMOS管作為折疊級聯(lián)運(yùn)放的輸入對管，如圖所示。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是以高功耗、小電壓增益、低極點(diǎn)頻率等為代價(jià)的。 M4M2M1VoISVD DViM3QCL+VoViCLro coPoNo rrr ?簡單的運(yùn)算放大器 CMOS差分放大器 ? 開環(huán)電壓增益為： ? 上式中 gmN為輸入差分對管 NMOS的跨導(dǎo)，接成閉環(huán)應(yīng)用時(shí)，其反饋系數(shù)為 － 1，因此根據(jù)負(fù)反饋特性可以求出閉環(huán)輸出電阻為： ? 由于 ro較大，故其閉環(huán)輸出電阻近似為1/gmN，與開環(huán)輸出電阻無關(guān)。 d s a t PDDod s a t NQ VVVVV ????共源共柵電流源為負(fù)載的伸縮式級聯(lián)結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器 ? 如圖所示，與全差分伸縮式級聯(lián)放大器不同之處是其負(fù)載為共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)。 24141 thGSbothb VVVVVV ?????高擺幅的伸縮式級聯(lián)結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器 ? 為了克服上述結(jié)構(gòu)輸出擺幅小的缺點(diǎn)，對此結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖所示。這種結(jié)構(gòu)與前一種結(jié)構(gòu)一樣，不適用于單位增益緩沖器。 )( 864 d s a td s a tDDod s a tS VVVVVV ????? 共模反饋 引言 ? 全差分運(yùn)算放大器具有大輸出擺幅、無鏡像極點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此可以得到高的閉環(huán)速度。 ? 因此， 必須采用一共模反饋網(wǎng)絡(luò)來檢測輸出端的共模電平，有效調(diào)節(jié)放大器的偏置電流 。 ? 盡量減小共模反饋電路的功耗與面積。 ? 與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較： 。 M2M1Vo 2VD DVo 1VR共 模 電 平檢 測 電 路+共模電平的檢測方法－ 電阻分壓法 ? 在上圖所示結(jié)構(gòu)中，輸出共模電平 VoC為( Vo1+ Vo2)/2， 因此最直接的方法 是采用如右圖所示 的電阻分壓器。 R2R