集成运算放大器的传输特性和电流源分析

"该资源是关于模拟电子电路的课件，主要讲解了集成运算放大器的传输特性，包括集成运放的符号、输入端定义、线性区与非线性区的区别，以及理想运放的特点。同时介绍了集成运放中的电流源，如镜像电流源的工作原理，并提到了一些关键的性能指标，如开环差模增益、共模抑制比、输入电阻等。" 集成运算放大器是模拟集成电路中的核心部件，主要由差分输入、中间放大级、输出级和偏置电路组成，用于抑制共模信号并提供高增益。运算放大器通常采用直接耦合的多级放大设计，且包含差分放大器结构和恒流源。集成工艺如氧化、光刻、扩散、外延和蒸铝等被用来制造这些组件。 在传输特性方面，集成运算放大器有两个输入端：up端（同相输入端）和un端（反向输入端）。当外加输入uI与输入端的符号方向一致时，称为同相输入，否则为反向输入。在同相输入模式下，输入电压差uI等于up和un的电压差，输出电压uO则与这个差值成比例，即uO=Aud(up-un)，其中Aud是开环电压放大倍数。 集成运算放大器在工作时分为线性区和非线性区。线性区的特点是输入与输出之间存在线性关系，而在非线性区，由于电源的限制，输出无法随着输入的进一步增加而线性增大，会出现饱和或截止现象。理想运放的特征包括无限大的开环电压放大倍数、无限大的输入电阻和零输出电阻，但在实际应用中，这些特性都有限制。 在集成运放内部，电流源如镜像电流源起着关键作用，它们能提供稳定的静态偏置电流，并在动态响应时起到内置负载电阻的效果。电流源的性能对放大电路的稳定性和精度有很大影响。 此外，运算放大器的性能指标包括开环差模增益（Aod），它衡量放大器的电压放大能力；共模抑制比（KCMR），显示了运放对共模信号的抑制能力；输入电阻（Rid），表示输入端对信号的负载效应；失调电压（UIO）和温漂，以及最大共模和差模输入电压范围，还有频率响应的-3dB带宽（fH）等，这些都是评估运算放大器性能的重要参数。 集成运算放大器是模拟电路中的基础元件，它的传输特性和相关性能指标对于理解和设计电子电路至关重要。