《集成合理使用电路运算放大器》的讲解涵盖了模拟电路中的重要组成部分——集成电路运算放大器的原理和应用。在第六章中,主要分为四个部分进行详细阐述。
讲解了集成电路运算放大器中的电流源,特别是镜像电流源的结构。镜像电流源由对管T1和T2构成,确保它们的特性参数一致,从而提供稳定的电流输出。为了改善电流源的精度,通常会加入电阻Re和三极管T3,形成微电流源,减少偏置电流IB的影响。
深入讨论了差分式放大电路,这是运算放大器的核心结构。基本型差动放大器由两个晶体管T1和T2组成,输入端接ui1和ui2,输出端为uo。由于结构对称,这种电路能够有效地抑制共模信号,只放大差模信号,增强了抗干扰能力。差模电压放大倍数AVD远大于共模电压放大倍数AVC,从而实现对差模信号的高效放大,同时减少共模信号的影响。
接着,介绍了集成电路运算放大器的基本概念和主要参数。理想的运算放大器具有无限大的电压增益(AU=∞)、输入阻抗(ri=∞)和输出阻抗(ro=0),但在实际应用中,这些参数都是有限的。因此,需要通过多级放大电路来组合各种放大结构,以满足不同性能需求。例如,输入级通常采用高输入阻抗的共集或MOS管电路,中间级用于电压放大,选择共射或共源电路,而输出级则要求有较强的带负载能力,可能采用共集、共漏或功率放大电路。
多级放大电路的耦合方式也是关键。阻容耦合适用于交流信号的放大,而直接耦合则能放大直流信号和变化缓慢的信号,适合集成化设计。直接耦合电路存在前后级Q点相互影响和零点漂移的问题,解决方法包括设置合适的偏置电阻和考虑温度影响。
讨论了差动放大器抑制零漂的原理。当输入为差模信号时,差模电压放大倍数大,有效放大信号;当输入为共模信号时,共模电压放大倍数小,有助于减小噪声和漂移。
本章内容详尽地解析了集成电路运算放大器的设计与应用,涵盖了从电流源设计、差分放大到多级放大电路的耦合方式等多个方面,对于理解和掌握运算放大器的合理使用至关重要。通过学习,读者能够深入理解运算放大器的工作原理,并能有效地应用于实际电路设计中。