第十二章集成运算放大器及其应用课时精选PPT.ppt
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1、第十二章集成运算放大器及其应用课时1第1页,此课件共58页哦集成电路简介集成电路简介在在半半导导体体制制造造工工艺艺的的基基础础上上,把把整整个个电电路路中中的的元元器器件件制制作作在在一一块块硅硅基基片片上上(厚厚约约0.2-0.250.2-0.25毫毫米米,面面积积约约零零点点几几平平方方毫毫米米),构构成成特特定定功功能能的的电电子子电电路路,称称为为集集成成电电路路。由由于于具具有有体体积积小小、重重量量轻轻、耗耗电电省省、成成本本低低、可可靠靠性性高高和和电电性性能能优优良良等等突突出出优优点点,所所以以随随着着微微电电子子技技术术的的进进步步,集集成成电电路路得得到到了了飞飞速速的
2、的发发展展。从从6060年年代代以以来来,集集成成电电路路的的发发展展经经历历了了小小规规模模集集成成电电路路(SSISSI)、中中规规模模集集成成电电路路(MSIMSI)、大大规规模模集集成成电电路路(LSILSI)和和超超大大规规模模集集成成电电路路(VLSIVLSI)四四个个阶阶段段,目目前前已已能能在在一一小小块块硅硅基片上制作(基片上制作(光刻光刻)出上亿个元器件。)出上亿个元器件。第2页,此课件共58页哦一、集成电路的分类一、集成电路的分类1、按集成度分为:、按集成度分为:小规模:小规模:(0100)个元件个元件/基片基片 中规模:中规模:(1001000)个元件个元件/基片基片
3、大规模:大规模:(10001万万)个元件个元件/基片基片 超大规模:超大规模:(1万以上万以上)个元件个元件/基片基片3第3页,此课件共58页哦2、按功能分为:按功能分为:模拟模拟集成电路集成电路 数字数字集成电路集成电路线性集成电路线性集成电路非线性集成电路非线性集成电路 在模拟集成电路中,在模拟集成电路中,集成运算放大器(简称集成运放集成运算放大器(简称集成运放或运放)或运放)是应用极为广泛的一种是应用极为广泛的一种。该电路为本章讨论。该电路为本章讨论的重点。的重点。线性集成电路中的器件工作在线性放大状态,输出信号和输线性集成电路中的器件工作在线性放大状态,输出信号和输入信号成线性关系。入
4、信号成线性关系。集成运放属于线性集成电路。集成运放属于线性集成电路。第4页,此课件共58页哦二、集成电路的封装形式二、集成电路的封装形式 圆壳式 双列直插式 扁平式 单列直插式 菱形式第5页,此课件共58页哦运算放大器外形图运算放大器外形图6第6页,此课件共58页哦三、模拟集成电路的特点三、模拟集成电路的特点12电路结构与元件参数具有对称性电路结构与元件参数具有对称性 各元件在同一块硅片上,经相同工艺制造出来,各元件在同一块硅片上,经相同工艺制造出来,元件参数绝对值有同向的偏差,温度匀一性好,特性元件参数绝对值有同向的偏差,温度匀一性好,特性相同。相同。用有源器件代替无源器件用有源器件代替无源
5、器件 电路中的电阻元件是由硅半导体中的体电阻构成,电阻值电路中的电阻元件是由硅半导体中的体电阻构成,电阻值的范围一般为几十欧到的范围一般为几十欧到2020千欧左右,范围不大,且电阻值精度千欧左右,范围不大,且电阻值精度不易控制,误差可达不易控制,误差可达10%-20%10%-20%左右。故左右。故在集成电路中,高在集成电路中,高阻值的电阻多用阻值的电阻多用BJT或或FET等有源器件组成的恒流源电等有源器件组成的恒流源电路代替。路代替。第7页,此课件共58页哦34采用复合结构的电路采用复合结构的电路 复合结构电路的性能较佳,制作并不困难,故集成复合结构电路的性能较佳,制作并不困难,故集成电路中电
6、路中多用复合管、共射多用复合管、共射-共基、共集共基、共集-共基等组合电路。共基等组合电路。级间采用直接耦合方式级间采用直接耦合方式 电路中的电容量不大,约在几十皮法以下,常用结结电容电路中的电容量不大,约在几十皮法以下,常用结结电容构成,误差较大。而电感的制造非常困难。故在集成电路中,构成,误差较大。而电感的制造非常困难。故在集成电路中,级间都采用直接耦合方式。级间都采用直接耦合方式。5二极管由二极管由BJT的发射结构成的发射结构成 电路中的二极管多用作温度补偿元件或电位移动电路。电路中的二极管多用作温度补偿元件或电位移动电路。第8页,此课件共58页哦一、一、直接耦合放大电路的零点漂移问题直
7、接耦合放大电路的零点漂移问题可以放大直流、交流信号可以放大直流、交流信号零漂:零漂:输入短路时,输出输入短路时,输出仍有缓慢变化的电仍有缓慢变化的电压产生。压产生。即输出电即输出电压偏离原来的起始压偏离原来的起始点而上下漂动。点而上下漂动。主要原因:主要原因:主要由于温度变化引起,也称主要由于温度变化引起,也称温漂温漂。直流电源波动,器件老化也是原因之一。直流电源波动,器件老化也是原因之一。12-1 差动放大电路差动放大电路9第9页,此课件共58页哦 若第一级漂移了若第一级漂移了100 uV,则输出漂移则输出漂移 100m V。若第二级漂移了若第二级漂移了100 uV,则输出漂移则输出漂移 1
8、0 mV。假设假设 可可见见,克克服服零零漂漂第第一级是关键!一级是关键!减小零漂的措施减小零漂的措施 采用采用差动放大电路差动放大电路 若第三级漂移了若第三级漂移了100 uV,则输出漂移则输出漂移 0.1 mV。10第10页,此课件共58页哦二、二、差动(差分)放大电路差动(差分)放大电路1 1、电路组成、电路组成结构特点结构特点:对称性结构对称性结构即:即:1=2=VBE1=VBE2=VBE rbe1=rbe2=rbe RC1=RC2=RC Rb1=Rb2=Rb 差动放大电路一般有两个输入端:差动放大电路一般有两个输入端:从两输入端同时加信号从两输入端同时加信号双端双端输入输入 从一个输
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