【正文】 輸入級(jí)。它廣泛用于早期產(chǎn)品和第一代集成運(yùn)放中。第 2級(jí) 由高反壓的橫向 PNP管 VT VT6接成共基組態(tài)差動(dòng)放大電路。? 由于 VT3和 VT4的 IB以及 VT1和 VT2的 IC合用一個(gè)恒流源，即 IB + IC = 常數(shù)， 提高了共模抑制比。216。 輸入阻抗高達(dá) 1012?。1. 鏡像恒流源基本電路圖 119 鏡像恒流源 的基本電路VT VT2是匹配對(duì)管 即 ?足夠大時(shí)有Io≈ Ir，所以稱為電流鏡電路。Date 24集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 有源負(fù)載電路1. 有源集電極負(fù)載電路圖 1113 有源集電極負(fù)載放大器單管共發(fā)射極放大器電壓增益表達(dá)式為 利用三極管恒流源來(lái)代替集電極負(fù)載電阻。Date 26集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院圖 1115 雙端變單端電路 雙端變單端電路? 集成運(yùn)放是一個(gè)雙端輸入、單端輸出的器件，所以它的內(nèi)部電路必需有一個(gè)由差動(dòng)放大雙端輸入轉(zhuǎn)換為單端輸出的過(guò)程。? 所以， 滿足了在不損失交流電壓的情況下，降低了直流電平。通常 采用射隨器作集成運(yùn)放輸出級(jí)。Date 31集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2. 克服交越失真的互補(bǔ)推挽輸出電路圖 1119 克服交越失真的互 補(bǔ) 推挽 輸 出 電 路VT R R2組成固定恒壓偏置電路 (稱 VBE擴(kuò)大電路 )，為 VT VT3基極提供固定偏壓，克服了交越失真。例如：溫度控制電路、溫度補(bǔ)償電路、內(nèi)部補(bǔ)償電路、過(guò)流或過(guò)熱保護(hù)電路、限流電路、穩(wěn)壓電路等。Date 36集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2. 中間級(jí)? 中間級(jí)常 采用電平位移電路， 將電平移動(dòng)到地電平，電路多采用恒流源、橫向 PNP管、穩(wěn)壓管、正向二極管鏈、電阻降壓電路等。 3. 輸出級(jí)? 輸出級(jí)應(yīng)輸出以零電平為中心、有一定大小電流正負(fù)電壓，并能與中間電壓放大級(jí)和負(fù)載進(jìn)行匹配，所以 常采用各種形式的互補(bǔ)推挽輸出放大電路。Date 38集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院1. 741型通用集成運(yùn)放簡(jiǎn)介 通用型集成運(yùn)放內(nèi)部電路簡(jiǎn)介?以 741型通用集成運(yùn)放 和 14573CMOS程控四運(yùn)放 為例，簡(jiǎn)單介紹集成運(yùn)放的構(gòu)成原理。?VT VT2和 VT VT4組成互補(bǔ)差分輸入放大級(jí)， VTVT6充當(dāng)有源負(fù)載。? 這一級(jí)具有較高的增益，并完成電平移動(dòng)。Date 43集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院偏置電路?VT8和 VT VT12和 VT1 VT22和 VT23 分別是鏡像電流源， VT10和 VT1 R4 構(gòu)成微型電流源。缺點(diǎn)： 輸出電阻大，載能力差。)，? 且正負(fù)電源可以不對(duì)稱；? 具有良好的匹配和溫度跟蹤特性；? 電流源電路可以由外部程控；? 當(dāng)恒流源有電流時(shí)，電路進(jìn)入工作狀態(tài)，? 改變偏置電流，可以改變運(yùn)放參數(shù)，? 沒(méi)有偏置時(shí)便處于截止?fàn)顟B(tài)。? 畫原理圖時(shí)， 只標(biāo)出兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，而將電源端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端略去。? 輸入失調(diào)電壓 一般是 mV數(shù)量級(jí)。? 當(dāng)集成運(yùn)放的輸入電壓為零，輸出電壓也為零時(shí)，其兩個(gè)輸入端偏置電流平均值定義為 輸入偏置電流。即Date 57集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院輸入偏置電流和輸入失調(diào)電流的溫度系數(shù)，分別用 ?IB/?T和 ? Ios/?T來(lái)表示。Date 58集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院5. 差模開環(huán)直流電壓增益 Aud實(shí)際集成運(yùn)放的 差模開環(huán)電壓增益是頻率函數(shù)，手冊(cè)中的差模開環(huán)電壓增益均指直流 (或低頻 )開環(huán)電壓增益。 多數(shù)在 80dB以上。Date 61集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院8. 輸出峰－峰電壓 Uopp UicM? 指在特定負(fù)載條件下，集成運(yùn)放能輸出的最大電壓幅度。? 有時(shí)將共模抑制比（在規(guī)定的共模輸入電壓時(shí)）下降 6dB時(shí)所加的共模輸入電壓值，作為最大共模輸入電壓。 集成運(yùn)放的主要交流參數(shù)Date 63集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2. 單位增益帶寬 GW? 指集成運(yùn)放在 閉環(huán)增益為 1倍 狀態(tài)下，當(dāng)用正弦小信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，其 閉環(huán)增益下降至 。此時(shí)的小信號(hào)輸出范圍約為 00~200mV。Date 65集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院圖 131 轉(zhuǎn)換速率 SR的定義? 的通常， 集成運(yùn)放手冊(cè)中所給出的轉(zhuǎn)換速率均指閉環(huán)增益為 1倍時(shí)的值。高速運(yùn)放 轉(zhuǎn)換速率應(yīng) 大于 10V/?s。? 此誤差帶可用誤差電壓相對(duì)于穩(wěn)定值的百分比（也稱為精度）表示。 屏蔽良好的、無(wú)信號(hào)輸入的集成運(yùn)放，在其輸出端產(chǎn)生的任何交流無(wú)規(guī)則的干擾電壓，稱為電路的 輸出噪聲電壓。 普通集成運(yùn)放的輸入噪聲電壓有效值約為0~20?V。 雙極型晶體管的運(yùn)放其輸入電阻一般在幾十千歐至幾兆歐范圍內(nèi)變化；場(chǎng)效應(yīng)管的運(yùn)放其輸入電阻通常 大于 109?，一般在 1012~1014?。 ? 當(dāng)集成運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，在其輸出端加信號(hào)電壓后，此電壓變化量與對(duì)應(yīng)的電流變化量之比，稱為 輸出阻抗。? 據(jù)增益高低可分為 ：? 低增益 (開環(huán)電壓增益在 60~80dB)的 通用 Ⅰ 型 。? 場(chǎng)效應(yīng)管型集成運(yùn)放具有很低的輸入偏置電流和很高的輸入阻抗， 其偏置電流一般為 ~50pA， 其輸入阻抗一般為 1012~1014?。Date 73集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院3. 低輸入失調(diào)電壓型? 通常輸入失調(diào)電壓在 1mV以下者為 低輸入失調(diào)電壓型 。 第四代 —斬波穩(wěn)零式集成運(yùn)放均屬于低漂移型。 常用擺率大小來(lái)衡量 ( 5V/?s以上 )。? 通常，在 小信號(hào) 條件下是 用單位增益帶寬 來(lái)衡量，在大信號(hào) 條件下是用 全功率帶寬或用擺率 來(lái)衡量。? 采用 場(chǎng)效應(yīng)管作為輸入級(jí) 的集成運(yùn)放，轉(zhuǎn)換速率較高，其電源電壓范圍一般在 177。150V，最大輸出電壓可達(dá)到 177。? 一般在便攜式儀器或產(chǎn)品、航空航天儀器中應(yīng)用。? 大電流集成運(yùn)放實(shí)際上是一級(jí)電流放大器，此類集成運(yùn)放的輸出電流通常在 177。這類產(chǎn)品有 F340 MC340LM3900等。? 多元集成運(yùn)放也叫 復(fù)合集成運(yùn)放， 它是在一個(gè)芯片上同時(shí)集成 2個(gè)或 2個(gè)以上獨(dú)立的集成運(yùn)放。? 主要產(chǎn)品 F31 F12 F15 F35 7XC34SF324等。? 程控型集成運(yùn)放能用外部電路控制其工作狀態(tài)。? 比較常見的品種有：低漂移集成運(yùn)放組件、靜電型放大器、數(shù)據(jù)放大器等。差模輸入電壓為 經(jīng)差模放大的輸出電壓為 當(dāng)輸入電壓為直流電壓時(shí) 共模電壓引起的輸出電壓 Date 86集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院? 在計(jì)算誤差時(shí)，可分別計(jì)算每一個(gè)或數(shù)幾個(gè)特性參數(shù)作用的結(jié)果，而不必把所有的參數(shù)放在一起來(lái)分析，否則其分析將是十分繁瑣的。Date 87集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 理想集成運(yùn)放的等效模型① 差模電壓增益為無(wú)限大，即 Aud = ?。⑤ 轉(zhuǎn)換速率為無(wú)限大，即 SR = ?。Date 88集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院或 ?理想集成運(yùn)放有 兩個(gè)重要特性：虛短和虛斷。Date 90集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院3. 集成運(yùn)放的理想等效模型圖 142 理想運(yùn)放等效模型? 由集成運(yùn)放的理想條件和兩個(gè)重要特性，可得到集成運(yùn)放的理想等效模型。? 當(dāng) Ad為有限值時(shí)分析運(yùn)放電路，要用圖 151。 Date 96集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院如果再假定 Ad為無(wú)窮大，則有 Uos不為零時(shí)實(shí)際運(yùn)放和理想運(yùn)放的誤差? 下面再討論運(yùn)放的其它參數(shù)為理想條件，而 Uos不是理想條件的情況，即 Uos不為零的情況。? 如果再考慮實(shí)際運(yùn)放的其它參數(shù)的影響， “虛地點(diǎn) ”還將進(jìn)一步移動(dòng)。Date 100集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院圖 161 負(fù)反饋放大方框圖 閉環(huán)自激振蕩產(chǎn)生的條件F(s)[或 F]— 反饋函數(shù)；Uo(s)[或 Uo]— 輸出電壓，Ui(s)[或 Ui]— 輸入電壓，Uf(s)[或 Uf]— 反饋電壓。?時(shí)， Ad(j? )F(j?) ≤ 1單極點(diǎn)集成運(yùn)放最大相移是 ?90?， 所以單極點(diǎn)運(yùn)放電路 在任何反饋深度下都不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。?時(shí)，|Ad(j?)F(j?)| ≥1的條件， 產(chǎn)生自激振蕩。Date 104集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院 滯后相位補(bǔ)償 超前相位補(bǔ)償 引起集成運(yùn)放閉環(huán)工作 不穩(wěn)定的其它因素 集成運(yùn)放的相位補(bǔ)償技術(shù)Date 105集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院? 當(dāng)信號(hào)頻率升高時(shí)，不僅集成運(yùn)放的增益值下降，其輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)的附加相移也增加，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使原來(lái)電路的負(fù)反饋?zhàn)饔米優(yōu)檎答仯惯\(yùn)放電路產(chǎn)生自激振蕩而不能穩(wěn)定工作。? 相位補(bǔ)償?shù)淖饔檬抢醚a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來(lái)改變集成運(yùn)放開環(huán)的頻響特性，以增加負(fù)反饋放大器的相位余量。Cc是相位補(bǔ)償電容。其中單位增益補(bǔ)償?shù)碾娙萦脤Ｓ梅?hào)Cs表示，在集成運(yùn)放手冊(cè)中會(huì)給出所需要的 Cs的值，如 F004給出的單位增益補(bǔ)償電容 Cs = 1000pF。 Date 110集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院例： 圖 174是 F004 接 RC串聯(lián)補(bǔ)償前后的幅頻特性