浙江大學(xué)模擬電子技術(shù)教程 集成運放

1、電子電子技術(shù)技術(shù) c b e d g B sIC 電子技術(shù)電子技術(shù) 研究電子器件及其應(yīng)用的一門學(xué)科?；蚧芯侩娮悠骷捌鋺?yīng)用的一門學(xué)科。或基于半導(dǎo)體器件。于半導(dǎo)體器件。 電子元器件電子元器件早期早期 ：電阻器、電容器、電感器電阻器、電容器、電感器 無源元件；無源元件； 半導(dǎo)體器件：半導(dǎo)體器件：二極管、三極管、場效應(yīng)管、二極管、三極管、場效應(yīng)管、集成電路集成電路等；等； 集成電路集成電路( IC ) ：模擬、模擬、數(shù)字數(shù)字、專用集成電路、專用集成電路(ASIC)；小規(guī)模小規(guī)模(SSI)、中規(guī)模、中規(guī)模(MSI)、大規(guī)模、大規(guī)模(LSI)、超大規(guī)模超大規(guī)模(VLSI)集成電路集成電路 等。等。 電

2、子電路：電子電路：硬件電路硬件電路(各種各樣功能的單元電子電路各種各樣功能的單元電子電路) - 放大、變換、控制、運算、放大、變換、控制、運算、邏輯電路邏輯電路 等。等。Integrated Circuit 電子技術(shù)電子技術(shù) 電子技術(shù)發(fā)展的簡要回顧電子技術(shù)發(fā)展的簡要回顧 電子技術(shù)是一門發(fā)展極其迅速的學(xué)科。電路的形式千變?nèi)f化，新器件、新電路層電子技術(shù)是一門發(fā)展極其迅速的學(xué)科。電路的形式千變?nèi)f化，新器件、新電路層出不窮。它的發(fā)展大致經(jīng)歷了下面的幾代變化：出不窮。它的發(fā)展大致經(jīng)歷了下面的幾代變化： 1904年第一只真空二極管問世；年第一只真空二極管問世；1906年第一只真空三極管問世；年第一只真空三

3、極管問世； 19111912年真空二、三極管應(yīng)用于電話和無線電通訊中；年真空二、三極管應(yīng)用于電話和無線電通訊中； 1948年后出現(xiàn)了半導(dǎo)體三極管；年后出現(xiàn)了半導(dǎo)體三極管；1951年年1960年期間是半導(dǎo)體分立元件（半導(dǎo)年期間是半導(dǎo)體分立元件（半導(dǎo)體二極管和三極管）；隨后的這些年，幾乎是每隔體二極管和三極管）；隨后的這些年，幾乎是每隔56年就出現(xiàn)一種新技術(shù)，新的電子年就出現(xiàn)一種新技術(shù)，新的電子器件。器件。 1961年后出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路年后出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路(SSI), 100000個元件個元件/mm2； Very Large scale integrated 電子技術(shù)電子技術(shù) 電子技術(shù)課程

4、教材電子技術(shù)課程教材的情況大體與器件的發(fā)展相似的情況大體與器件的發(fā)展相似 70年前是全電子管教材，課程稱為年前是全電子管教材，課程稱為工業(yè)電子學(xué)工業(yè)電子學(xué)； 7080年主要是分立晶體管加上少量的電子管教材，課程稱為年主要是分立晶體管加上少量的電子管教材，課程稱為晶體管電路晶體管電路； 8190年全分立元件加部分集成電路教材，課程稱為年全分立元件加部分集成電路教材，課程稱為電子技術(shù)基礎(chǔ)電子技術(shù)基礎(chǔ)； 90年后主要是集成電路為主教材，課程稱為年后主要是集成電路為主教材，課程稱為集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)； 集成電路集成電路( IC ) ：把電路中的所有元件，元件間的連線都集成在一塊非常小的芯把電路中

5、的所有元件，元件間的連線都集成在一塊非常小的芯片上，已分不清元件和電路之間的區(qū)別，一塊集成電路本身就是一個完善的電子系統(tǒng)。片上，已分不清元件和電路之間的區(qū)別，一塊集成電路本身就是一個完善的電子系統(tǒng)。整塊集成電路可以看成一個器件，在使用時只要熟悉其功能，電路的外特性，無須知整塊集成電路可以看成一個器件，在使用時只要熟悉其功能，電路的外特性，無須知道內(nèi)部電路的詳細工作過程就可以進行應(yīng)用。道內(nèi)部電路的詳細工作過程就可以進行應(yīng)用。 Operational Amplifier第三章第三章 集成運放集成運放 P1823.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):集成運算放大器集成運算放大器: 是通過半導(dǎo)是通過半導(dǎo)

6、體集成工藝制成的一種體集成工藝制成的一種高增益高增益直接耦合式多級放大器直接耦合式多級放大器。輸入級輸入級: 采用采用差分放大電路差分放大電路. 要求要求: 低溫漂低溫漂, 高共模抑制比和高輸入電阻高共模抑制比和高輸入電阻.中間級中間級: 采用采用 CE(CS) 電路電路. 要求要求: 高電壓增益高電壓增益.輸出級輸出級: 采用采用互補對稱式共集放大電路互補對稱式共集放大電路. . 要求要求: 低輸出電阻低輸出電阻, 較強的負載能力較強的負載能力, 盡可能大的輸出電壓幅度盡可能大的輸出電壓幅度.輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級第三章第三章 集成運放集成運放 P1823.1 運放特點運放特點

7、1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):集成運算放大器集成運算放大器: 是通過半導(dǎo)是通過半導(dǎo)體集成工藝制成的一種體集成工藝制成的一種高增益高增益直接耦合式多級放大器直接耦合式多級放大器。輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級 集成電路的集成電路的工藝特點工藝特點：（1）元器件具有良好的）元器件具有良好的一致性一致性和和同向偏差同向偏差，因而特別有利于實現(xiàn)需要因而特別有利于實現(xiàn)需要對稱結(jié)構(gòu)對稱結(jié)構(gòu)的電路。的電路。（2）集成電路的芯片面積?。┘呻娐返男酒娣e小, 集成度高集成度高, 功耗功耗很小很小.（3) 不宜制造不宜制造大電阻大電阻。采用。采用 微電流源微電流源 作作偏置偏置電路電路 及及 有源負載有源負載.（4）只能

8、制作幾十）只能制作幾十pF 以下的以下的小電容小電容( PN結(jié)的結(jié)的結(jié)電容結(jié)電容 )。因此，集成放大器都采用直接耦合。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。方式。 如需如需大電容大電容，只有外接。，只有外接。（5）不能制造）不能制造電感電感, 如需電感，也只能外接。如需電感，也只能外接。 (6) 二極管常用三極管的二極管常用三極管的發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)代替代替.Operational Amplifier第三章第三章 集成運放集成運放 P1823.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):集成運算放大器集成運算放大器: 是通過半導(dǎo)是通過半導(dǎo)體集成工藝制成的一種體集成工藝制成的一種高增益高增益直接耦合式多級放大器直

9、接耦合式多級放大器。電路符號電路符號輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級EEOperational Amplifier輸出級輸出級中間級中間級第三章第三章 集成運放集成運放 P1823.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):集成運算放大器集成運算放大器: 是通過半導(dǎo)是通過半導(dǎo)體集成工藝制成的一種體集成工藝制成的一種高增益高增益直接耦合式多級放大器直接耦合式多級放大器。低頻小信號模型低頻小信號模型AodRidRo 0輸入級輸入級輸入電阻大輸入電阻大看成一個電壓控制電壓源看成一個電壓控制電壓源( VCVS ).特點：特點：電壓增益高電壓增益高輸出電阻小輸出電阻小“二二高一低高一低”O(jiān)perationa

10、l Amplifier輸出級輸出級中間級中間級第三章第三章 集成運放集成運放 P1823.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):集成運算放大器集成運算放大器: 是通過半導(dǎo)是通過半導(dǎo)體集成工藝制成的一種體集成工藝制成的一種高增益高增益直接耦合式多級放大器直接耦合式多級放大器。輸入級輸入級Operational Amplifier輸出級輸出級中間級中間級輸入級輸入級3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 R3.1 運放特點運放特點1.結(jié)

11、構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 又又: IREF = VCCUBE /R/R U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1

12、= 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREF 無論無論T2( TN ) 的負載如何變化，的負載如何變化， IC2(ICN)的電流值將的電流值將保持不變。保持不變。3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同

13、同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREF又又: IREF = VCCUBE /R/RN = 2 時時T2 3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN U UBEBE相同，

14、相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREFRe1Re2ReN當(dāng)參考電流當(dāng)參考電流IREF確定確定后，在各支路串入不后，在各支路串入不同的射極電阻，可得同的射極電阻，可得到不同的輸出電流。到不同的輸出電流。 在獲得微小電流源在獲得微小電流源時時, 使使電阻值電阻值(如如R )依依然適中然適

15、中.IB1+IB2+ +IBNIREF Re1 IC2Re2 ICN ReN IE1 Re1 IE2 Re2 IEN ReN UB0.7VUB17 .0eCCREFRRVVI3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: I

16、C IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREFRe2ReN當(dāng)參考電流當(dāng)參考電流IREF確定確定后，在各支路串入不后，在各支路串入不同的射極電阻，可得同的射極電阻，可得到不同的輸出電流。到不同的輸出電流。 在獲得微小電流源在獲得微小電流源時時, 使使電阻值電阻值(如如R )依依然適中然適中.IB1+IB2+ +IBNUBRe13.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源

17、) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREFRe2ReN當(dāng)參考電流當(dāng)參考電流IREF確定確定后，在各支路串入不后，

18、在各支路串入不同的射極電阻，可得同的射極電阻，可得到不同的輸出電流。到不同的輸出電流。 在獲得微小電流源在獲得微小電流源時時, 使使電阻值電阻值(如如R )依依然適中然適中.IB1+IB2+ +IBN又又: IREF = VCCUBE /R/RN = 2 時時e2BE2BE1RUUE2C2IIe2BE2RUV7 . 0（1）電流小）電流小微電流源的特點：微電流源的特點：（2）電流穩(wěn)定）電流穩(wěn)定 （電流負反饋）（電流負反饋）UB3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 P187 RVC

19、C IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREF又又: IREF = VCCUBE /R/RT0IB0“減小誤差減小誤差”又又: IREF = VCC

20、UBE /R/R3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1IB0 = IC1NIB /(1+/(1+ ) IC1 1N /(1+/(1+) I IC1C1 =

21、I IC2 C2 = I ICN CN T0IB0又又: IREF = VCC2UBE /R/R“減小誤差減小誤差”3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1I

22、B0 = IC1NIB /(1+/(1+ ) IC1 1N /(1+/(1+) I IC1C1 = I IC2 C2 = I ICN CN 又又: IREF = VCC2UBE /R/RT0IB0電阻電阻Re0作用作用：增大增大T0管工作電流，管工作電流，從而提高從而提高T0管的管的。Re0“減小誤差減小誤差”IC例：通用型集成運放例：通用型集成運放F007輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級17_1TREFp22T8TT2145R3TR9630pF10IT721TT9T6C19T87T1T13CCTRRT412T220RRRRR68T10111TR416EE+TT1592T34T23TR+V

23、3187-V+V524OT539kTAB偏置電路偏置電路例：通用型集成運放例：通用型集成運放F007輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級偏置電路偏置電路17_1TREFp22T8TT2145R3TR9630pF10IT721TT9T6C19T87T1T13CCTRRT412T220RRRRR68T10111TR416EE+TT1592T34T23TR+V3187-V+V524OT539kTAB偏置電路偏置電路：T12R5和和T11構(gòu)成了主偏置電路，產(chǎn)生構(gòu)成了主偏置電路，產(chǎn)生基準電流基準電流： 其他偏置電流都與基準電流有關(guān)。其他偏置電流都與基準電流有關(guān)。 T10T11和和R4組成組成微電流源微電

24、流源, 通過通過T8和和T9組成的組成的基本鏡象電流源基本鏡象電流源為差動輸入級為差動輸入級提供偏置電流。提供偏置電流。T12和和T13管構(gòu)成管構(gòu)成多支路電流源多支路電流源, T13管是管是多集電極三極管多集電極三極管, 其集其集電極電流大小比例為電極電流大小比例為3:1, B路作為中間級的有源負載路作為中間級的有源負載, A路為輸出級提供偏置。路為輸出級提供偏置。51BE112EBEECCREF)(RUUVVI例：通用型集成運放例：通用型集成運放F007輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級偏置電路偏置電路17_1TREFp22T8TT2145R3TR9630pF10IT721TT9T6C19

25、T87T1T13CCTRRT412T220RRRRR68T10111TR416EE+TT1592T34T23TR+V3187-V+V524OT539kTAB輸入級輸入級：T1 T2 和和 T3T4管組成管組成共集一共基復(fù)合型差動放大電路共集一共基復(fù)合型差動放大電路, 其中其中T1和和T2管作為射極輸出器管作為射極輸出器, 輸入電阻高輸入電阻高. T3 和和T4管是管是橫向橫向PNP管管, 發(fā)射結(jié)反向擊穿電發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓高壓高, 可使輸入差模信號達到可使輸入差模信號達到30V以上以上. T5T6T7 和和R1R2R3組成具有基極補組成具有基極補償作用的償作用的跟隨型電流源跟隨型電流源，作為差

26、動輸入級的有源負載，可以提高輸入級的增，作為差動輸入級的有源負載，可以提高輸入級的增益。它們同時還有單端輸出轉(zhuǎn)換為雙端輸出增益的功能。益。它們同時還有單端輸出轉(zhuǎn)換為雙端輸出增益的功能。3.1 運放特點運放特點1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2.恒流源恒流源基本鏡像電流源基本鏡像電流源(多支路電流源多支路電流源) 微電流源微電流源跟隨型電流源跟隨型電流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .

27、但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1IB0 = IC1NIB /(1+/(1+ ) IC1 1N /(1+/(1+) I IC1C1 = I IC2 C2 = I ICN CN 又又: IREF = VCC2UBE /R/RT0IB0電阻電阻Re0作用作用：增大增大T0管工作電流，管工作電流，從而提高從而提高T0管的管的。Re0“減小誤差減小誤差”ICOperational Amplifier集成運算放大器集成運算放大器: 是通過半導(dǎo)是通過半導(dǎo)體集成工藝制成的一種體集成工藝制成的一種高增益高增益直接耦合式多級放大器直接耦合式多級放大器。中間級中間級: 采用采用 C

28、E(CS) 電路電路. 要求要求: 高電壓增益高電壓增益.輸出級輸出級: 采用采用互補對稱式共集放大電路互補對稱式共集放大電路. . 要求要求: 低輸出電阻低輸出電阻, 較強的負載能力較強的負載能力, 盡可能大的輸出電壓幅度盡可能大的輸出電壓幅度.輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級3.2 差動差動( (分分) )放大電路放大電路 P188P188輸入級輸入級: 采用采用差分放大電路差分放大電路. 要求要求: 低溫漂低溫漂, 高共模抑制比和高輸入電阻高共模抑制比和高輸入電阻.3.2 差動差動( (分分) )放大電路放大電路 P188P1881.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.動態(tài)分析動態(tài)分

29、析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 射極耦合差動放大電路射極耦合差動放大電路長尾式差動放大電路長尾式差動放大電路Differential Amplifier3.2 差動差動( (分分) )放大電路放大電路 P188P1881.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.動態(tài)分析動態(tài)分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 射極耦合差動放大電路射極耦合差動放大電路長尾式差動放大電路長尾式差動放大電路Differential Amplifier3.2 差動差動( (分分) )放大

30、電路放大電路 P188P1881.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.動態(tài)分析動態(tài)分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 3.2 差動差動( (分分) )放大電路放大電路 P188P188

31、1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.動態(tài)分析動態(tài)分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ I

32、CQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ 2IEQRe = UE (VEE ) I IEQEQ = (V = (VEEEE 0.7)/2R0.7)/2Re e ICQ IEQ IBQ ICQ / /與與 無關(guān)！無關(guān)！Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVE

33、EO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ U UO1Q O1Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc1c1 U UO2Q O2Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc2c2 則：則： UOQ = U UO1Q

34、O1Q U UO2Q O2Q U UCE1QCE1Q = U = UO1QO1Q U UE E U UCE2QCE2Q = U = UO2QO2Q U UE ERc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE

35、2 0.7V 2IEQ U UO1Q O1Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc1c1 U UO2Q O2Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc2c2 則：則： UOQ = U UO1QO1Q U UO2Q O2Q U UCE1QCE1Q = U = UO1QO1Q U UE E U UCE2QCE2Q = U = UO2QO2Q U UE E 令令 Rc1 = = Rc2 = Rc 時時 UOQ = U UO1QO1Q U UO2QO2Q = 0 V = 0 V “ “零輸入時零輸出零輸入時零輸出” 抑制溫漂和零漂。抑制溫漂和零漂。Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEE

36、O1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ U UO1Q O1Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc1c1 U UO2Q O2Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc2c2 則：則： UOQ = U UO1QO

37、1Q U UO2Q O2Q U UCE1QCE1Q = U = UO1QO1Q U UE E U UCE2QCE2Q = U = UO2QO2Q U UE E 令令 Rc1 = = Rc2 = Rc 時時 UOQ = U UO1QO1Q U UO2QO2Q = 0 V = 0 V “ “零輸入時零輸出零輸入時零輸出” 抑制溫漂和零漂。抑制溫漂和零漂。 利用利用熱敏元件熱敏元件來低消三極管的變化。如：二極管、來低消三極管的變化。如：二極管、穩(wěn)壓二極管、穩(wěn)壓二極管、熱敏電阻等。熱敏電阻等。 溫度補償作用溫度補償作用： 由于電路結(jié)構(gòu)對稱，元件參數(shù)和特性相同，因而溫度變由于電路結(jié)構(gòu)對稱，元件參數(shù)和特性

38、相同，因而溫度變 化時化時UO1Q、UO2Q 始終相等，則始終相等，則 UOQ0，有效地抑制溫漂和零漂。，有效地抑制溫漂和零漂。射極偏置射極偏置： Re 具有穩(wěn)定具有穩(wěn)定輸出輸出靜態(tài)工作靜態(tài)工作點點 (UCEQ , ICQ )的作用的作用. 直流電流負反饋直流電流負反饋. 同樣有效地抑制溫漂和零漂。同樣有效地抑制溫漂和零漂。Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = I

39、E2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ 3.2 差動差動( (分分) )放大電路放大電路 P188P1881.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.動態(tài)分析動態(tài)分析3.2 差動差動( (分分) )放大電路放大電路 P188P1881.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):2. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.動態(tài)分析動態(tài)分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 3.動態(tài)分析動態(tài)分析Rc1Rc2Re

40、T1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制2222222121221211IdIcIIIIIIdIcIIIIIUUUUUUUUUUUUUU221IIIcUUU21IIIdUUU共模成分共模成分(信號信號)差模成分差模成分(信號信號)共模

41、成分共模成分(信號信號) :差模成分差模成分(信號信號) : c：common d：differential3.動態(tài)分析動態(tài)分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制 + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大

42、對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - +

43、UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2UI1 = UI2 = UId / /2 IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = ?UE = 0V UE = (IE1 IE2 ) Re = 0一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1

44、 UI2 UO2差模交流通路差模交流通路UI1 = UI2 = UId / /2 IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = ?UE = 0V一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1d UOd + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2d差模交流通路差模交流通路UI1 = UI

45、2 = UId / /2 IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = ?UE = 0VbecIddOdrRUUA211becIddOdOIdOddrRUUUUUA21beIdbeIBBrUrUII2121becIddOdrRUUA222單單單單雙雙一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc -

46、+ UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2UI1 = UI2 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re =

47、 2IE Re = IE 2Re 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2UI1 = UI2 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re = 2IE Re = IE 2Re

48、共模交流通路共模交流通路2Re2Re IE2 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 UE UO1c UOc + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2cUI1 = UI2 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re = 2IE Re

49、= IE 2Re 共模交流通路共模交流通路2Re2ReebecIccOcRrRUUA)1 (211ebecIccOcRrRUUA)1 (222021IccOcOIcOccUUUUUA單單單單雙雙 IE2 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 UE UO1c UOc + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2cUI1 = UI2

50、 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re = 2IE Re = IE 2Re 共模交流通路共模交流通路2Re2ReebecIccOcRrRUUA)1 (211ebecIccOcRrRUUA)1 (222單單單單0221ecccRRAA單單單單討論：討論：Re 大時大時 IE2 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 I

51、C1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU1111111據(jù)據(jù) U: a.a.差動差動( (分分) )放大放大b.b.抗內(nèi)外干擾能力抗內(nèi)外干擾能力dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU2222222OdIddIccIddOcOdOUUAUAUAUUU21OOOUUU或一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分

52、析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU1111111據(jù)據(jù) U: a.a.差動差動( (分分) )放大放大b.b.抗內(nèi)外干擾能力抗內(nèi)外干擾能力dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU2222222OdIddIccIddOcOdOUUAUAUAUUU一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放

53、大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11常用常用分貝分貝表示：表示：(dB) lg2011cdCMRAAK單單單單beebeeberRrRr2)1 (2一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcR

54、cReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11單單ebecIccOcRrRUUA)1 (211becIddOdrRUUA211單單單單一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1

55、IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11單單beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。 I0 R0e 一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + -

56、UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11單單beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。 I0 R0e 射極恒流源偏置的差動放大電路射極恒流源偏置的差動放大電路： 恒流源的作用恒流源的作用： 等效交流電阻很大，而等效交流電阻很大，而等效直流電阻等效直流電阻并不大。并不大。 恒流源恒流源使共模電壓增益減小，而不影響使共模電壓增益減小，而不影響差模電壓增益，從而增加共模抑制比。差模電壓增益，從而增加共模抑制比。一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解

57、分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11單單beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。射極恒流源偏置的差動放大電路射極恒流源偏置的差動放大電路： 恒流源的作用恒流源的作用： 等效交流電阻很大，而等效交流電阻很大，而等效直流電阻等

58、效直流電阻并不大。并不大。 恒流源恒流源使共模電壓增益減小，而不影響使共模電壓增益減小，而不影響差模電壓增益，從而增加共模抑制比。差模電壓增益，從而增加共模抑制比。R3R1R2T3IC3Q一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcd

59、CMRAAK11單單beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。射極恒流源偏置的差動放大電路射極恒流源偏置的差動放大電路： R3R1R2T3IC3Q3211EEC3QV7 . 0RRRRVIce3321be333ce33)/1(rRRRrRrRo一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + -

60、UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11單單beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。R3R1R2T3IC3Q一對一對 (兩個兩個) 任意信號任意信號UI1 , UI2 分解分解 :對差模信號的放大對差模信號的放大對共模信號的抑制對共模信號的抑制3.動態(tài)分析動態(tài)分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI