模拟电子技术基础6集成运算放大电路.pdf

第6章集成运算放大器 1/7/2016 12:50 PM 本章基本要求 • 1）了解构成集成运算放大器的主要单元电 路和运算放大器的内部电路组成和主要技 术指标； • 2 ）掌握差分放大电路的工作原理及其分析 方法和由运算放大器构成的各类模拟运算 电路； • 3 ）熟悉有源滤波电路和电压比较器 1/7/2016 12:50 PM 6.1 集成电路的特点 集成电路 —— 把整个电路中的元器件制作在一块 硅基片上，构成具有某种特定功能的电子电路。 1. 集成电路的主要特点 体积小，重量轻，成本低，可靠性高，组装和调试的难度小。 （1）电路结构与元件参数具有对称性 （2 ）用有源器件代替无源器件 （3 ）采用复合结构的电路 （4 ）用双极型三极管的发射结代替二极管 （5 ）级间采用直接耦合方式 1/7/2016 12:50 PM 1.集成运放的主要特点 3 5 (1) 电压放大倍数高，10 ~10 倍。 (2) 输入电阻大，几十千欧到几兆欧。 (3) 输出电阻小，几百欧以下。 (4) 通用型和灵活性强、成本低、用途广、互换性好。 (5) 是线性集成电路中发展最早、应用最广、最为庞大的一族成员。 2.集成电路中元器件的特点 (1) 相邻元器件的特性一致性好。 (2) 用有源器件代替无源器件。 (3) 二极管大多由三极管构成。 (4) 只能制作小容量的电容，难以制造电感和较大容量的电容 ( C 2000pF ) 。 1/7/2016 12:50 PM 2. 集成电路的分类 (1) 按功能分 a. 模拟集成电路 主要用于放大和变换连续变化的电压和电流信号。 b. 数字集成电路 主要用于处理数字信号，即离散的、断续的电压和电流信号。 (2) 按集成度分 a. 小规模集成电路（Small Scale Integration Circuit， SSI ) 集成度：一块芯片上包含的元器件在100个以下。 b. 中规模集成电路（ Middle Scale Integration Circuit，MSI ) 集成度：一块芯片上包含的元器件在100~1,000之间。 1/7/2016 12:50 PM c. 大规模集成电路（Large Scale Integration Circuit, LSI) 集成度：一块芯片上包含的元器件在1,000~100,000 之间。 d. 超大规模集成电路（Very Large Scale Integration Circuit, VLSI) 集成度：一块芯片上包含的元器件在100,000以上。 e. 当前集成电路的状况 (a) 已经可以在一片硅片上集成几千万只，甚至亿只晶体管。 (b) 集成电路的性能（高速度和低功耗等）也迅速提高。 (c) 集成度大约每3年增加一倍。 (d) 集成电路逐步向集成系统 （Integrated System）方向发展。 1/7/2016 12:50 PM (3)按制造工艺分 a. 半导体集成电路 b. 薄膜集成电路 集成电路的元器件和电路由不到1mm厚的金属半导 体或金属氧化物重叠而成。 c. 厚膜集成电路 厚膜集成电路与薄膜集成电路基本相同，膜的厚度 约几微米到几十微米。 1/7/2016 12:50 PM 3 . 模拟集成电路的分类 (1) 线性集成电路 输出信号与输入信号呈线性关系。 线性集成电路有：集成运算放大器、集成音频功率放大器、 集成高频、中频放大器等。 (2) 非线性集成电路 输出信号与输入信号呈非线性关系。 线性集成电路有：集成振荡器、混频器、检波器、集成开关 稳压电源等。 1/7/2016 12:50 PM 6.2 电流源电路 偏置电路的作用是向放大器的各级提供合适的偏置电流， 决定