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集成运算放大器的结构特点

发布时间:2013/10/15 20:51:15 访问次数:1159

    集成运算放大器通常是由输入级、中间级和输出级经直接耦合级联而成的。W25Q128FVSIG通过对各级电路形式的选择和技术指标的互相配合,从而实现较全面的放大器指标要求。一般地说,为了达到低温漂、高共模抑制比和高输入电阻等要求,可以利用差动放大器来作为输入级来实现;而高电压增益则主要依赖中间放大级实现;最后,为了达到足够大的输出电压幅度并具有一定的负载能力,输出级往往采用乙类互补对称电路。
    必须指出,在考虑集成运放的上述基本单元电路时,应充分注意到集成电路制造工艺上的下列特点:
    (1)由于集成电路中众多的电子器件是在相同工艺条件和工艺流程上成批制造而成的,因而,同一组件内的各器件参数具有良好的一致性,且同向偏差。
    (2)集成电路是微电子技术产品,其芯片面积小,功耗很低,因此电路各部分的工作电流极小(几至几十微安)。为此,电路中常采用恒流源电路来实现各放大级的微电流偏置。电路中的电阻元件是由硅半导体的体电阻构成,阻值范围一般为几十欧姆到20千欧姆左右,阻值不大,且精度不易控制,所以集成电路中高阻值的电阻多用三极管等有源元件代替,或用外接电阻的方法解决。
    (3)集成电路中的电容元件是利月PN结的结电容制成的,其容量不大(一般几十皮法),当电路中要求有较大电容时,集成技术将遇到困难。所以集成电路中应避免使用大电容,各级放大电路之间也只能采用直接耦合方式。此外,因半导体集成工艺不能制作电感元件,必要的电感元件必须依靠外接;二极管往往也用三极管改接而成。
    综上,在集成电路设计中,必须充分利用上述各项特点,尽可能采用有源器件解决大电阻的制造困难。所以,集成运放电路在结构形式上与分立元件放大电路有较大的差异。

           
    集成运算放大器的电路主要由4部分组成,如图2. 10.1所示,图2.10.2是它的电路符号。
    图2. 10.1集成运放组成方框图    图2.10.2集成运算放大器电路符号
    输入级通常由差动放大器构成,目的是力求获得较低的零点漂移和较高的共模抑制比。作为集成运放的输入级,它有两个输入端,一端叫同相输入端,输入信号(对地)在此端输入时,集成运放输出信号与输入信号相位相同;另一端叫反相输入端,输入信号(对地)加在此端时,输出信号与输入信号相位相反。在电路符号中,两个输入端分别用“+”和“一”表示,其相应电位则分别用Vp和VN表示。输出端用u。表示。
    中间级由多级共发射极放大器构成,具有足够高的电匪放大倍数。输出级普遍采用射极输出器或互补对称电路,其输出电阻低,具有较强的带负载能力。偏置电路一般由电流源电路构成,其作用是给上述各级电路提供稳定的偏置电流,以保证具有合适的静态工作点。

    集成运算放大器通常是由输入级、中间级和输出级经直接耦合级联而成的。W25Q128FVSIG通过对各级电路形式的选择和技术指标的互相配合,从而实现较全面的放大器指标要求。一般地说,为了达到低温漂、高共模抑制比和高输入电阻等要求,可以利用差动放大器来作为输入级来实现;而高电压增益则主要依赖中间放大级实现;最后,为了达到足够大的输出电压幅度并具有一定的负载能力,输出级往往采用乙类互补对称电路。
    必须指出,在考虑集成运放的上述基本单元电路时,应充分注意到集成电路制造工艺上的下列特点:
    (1)由于集成电路中众多的电子器件是在相同工艺条件和工艺流程上成批制造而成的,因而,同一组件内的各器件参数具有良好的一致性,且同向偏差。
    (2)集成电路是微电子技术产品,其芯片面积小,功耗很低,因此电路各部分的工作电流极小(几至几十微安)。为此,电路中常采用恒流源电路来实现各放大级的微电流偏置。电路中的电阻元件是由硅半导体的体电阻构成,阻值范围一般为几十欧姆到20千欧姆左右,阻值不大,且精度不易控制,所以集成电路中高阻值的电阻多用三极管等有源元件代替,或用外接电阻的方法解决。
    (3)集成电路中的电容元件是利月PN结的结电容制成的,其容量不大(一般几十皮法),当电路中要求有较大电容时,集成技术将遇到困难。所以集成电路中应避免使用大电容,各级放大电路之间也只能采用直接耦合方式。此外,因半导体集成工艺不能制作电感元件,必要的电感元件必须依靠外接;二极管往往也用三极管改接而成。
    综上,在集成电路设计中,必须充分利用上述各项特点,尽可能采用有源器件解决大电阻的制造困难。所以,集成运放电路在结构形式上与分立元件放大电路有较大的差异。

           
    集成运算放大器的电路主要由4部分组成,如图2. 10.1所示,图2.10.2是它的电路符号。
    图2. 10.1集成运放组成方框图    图2.10.2集成运算放大器电路符号
    输入级通常由差动放大器构成,目的是力求获得较低的零点漂移和较高的共模抑制比。作为集成运放的输入级,它有两个输入端,一端叫同相输入端,输入信号(对地)在此端输入时,集成运放输出信号与输入信号相位相同;另一端叫反相输入端,输入信号(对地)加在此端时,输出信号与输入信号相位相反。在电路符号中,两个输入端分别用“+”和“一”表示,其相应电位则分别用Vp和VN表示。输出端用u。表示。
    中间级由多级共发射极放大器构成,具有足够高的电匪放大倍数。输出级普遍采用射极输出器或互补对称电路,其输出电阻低,具有较强的带负载能力。偏置电路一般由电流源电路构成,其作用是给上述各级电路提供稳定的偏置电流,以保证具有合适的静态工作点。

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