集成运算放大电路

集成运算放大电路是一种将差分输入的电压信号转换成单端输出的电压信号，并实现电压放大的集成电路。

集成运算放大电路

• 多级放大电路
  • 耦合方式
    • 直接耦合
      • T2级以上的管的射极需串联元件提高电位，为上一级提供合适Q点
        • Re：会损害对应三极管的放大倍数（负反馈）
        • 普通二极管：多个二极管串联时动态电阻变大
        • 稳压管
      • 优缺点
        • 优点：低频特性良好、易于集成
        • 问题：存在零点漂移现象
          • 每一管的静态工作点都相互依赖，静态工作点的温度影响会逐级放大
    • 阻容耦合
      • 优缺点
        • 优点：直流通路不相通、各级Q点独立
        • 缺点：低频特性差，不便集成
    • 变压器耦合
    • 光电耦合
  • 动态分析
• 集成运算放大电路
  • 单元电路
    • 输入级差分放大电路
      • 原理：利用左右两个特性相同的管子，使温漂相互抵消
      • 参数
        • 共模放大倍数Ac
        • 差模放大倍数Ad
        • 共模抑制比：KcMR差模放大倍数与共模放大倍数之比
        • 理想情况下
          • Ac等于0，Ad趋近于无穷，KcMR趋近于无穷
      • 长尾式差分放大电路
        • 抑制共模：对称/Re负反馈
        • 放大差模
          • 交流等效
        • 四种接法（输入输出各两种方法组合）
          • 输入
            • 双端
            • 单端
              • 单端输入Ui时，视作双方都输入共模信号½Ui，输入差模信号½Ui和-½Ui
          • 输出
            • 双端
            • 单端
              • 电路左右不对称
        • 改进电路
          • 用电流源取代Re（等效电阻趋近于无穷）
            • 替换Re的现实需求：Re越大，共模负反馈越强，放大电路性能越好。为使得静态电流不变（导通三极管，提供静态工作点），VEE也要相应变大，因此Re过大不合适。需要在低电源条件下设置合适的IEQ并且得到一个相当大的Re
              • 电流源电路的分类
                • 镜像电流源
                  • 本质：IR≈Ic
                • 比例电流源
                  • IR与Ic之比等于Re₀与Re₀之比
                  • 分析：在一定范围内，两个三极管分压相同（对数项可以忽略），故射极电位相同
                • 微电流源
                  • 极端情况的比例电流源
                • 带射极输出器的电流源
                  • 由于T2的电流放大作用，使得镜像电流源中，原来IB0和IB1对IR的分流，变成只有原分流的1/2，使IC1 与IR 可以保持很好的镜像关系。
                • 威尔逊电流源
                • 多路电流源
          • 加调零电位器RW
            • 手动调节辅助对称
      • 有源负载
        • 目的：等效使Rc趋近于无限大，以此增加放大倍数
        • 有源负载基本放大电路
        • 有源负载差分放大电路
          • 用于使单端输出电路的差模放大倍数近似等于双端输出时的差模放大倍数
    • 输出级：直接耦合互补输出极
      • 电路要求：输出电阻低；最大不失真输出电压尽可能大
      • 问题：交越失真（基极偏压不足导致三极管不工作）
        • 解决：互补输出级（目的在于为基极加上天然偏压）
          • Ube倍增电路
            • 二极管型
              • 问题：三极管射极压降不一定等于二极管压降
            • R3R4调节偏压