第五章 集成電路運(yùn)算放大器

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)歡迎學(xué)習(xí)5.1集成運(yùn)算放大器概述5.2電流源電路5.3差分放大電路

第五章集成運(yùn)算放大器5.4集成運(yùn)算放大器5.1集成運(yùn)算放大器概述集成電路簡(jiǎn)稱IC(IntegratedCircuit)集成電路按其功能分?jǐn)?shù)字集成電路模擬集成電路模擬集成電路類型集成運(yùn)算放大器；集成功率放大器；集成高頻放大器；集成中頻放大器；集成比較器；集成乘法器；集成穩(wěn)壓器；集成數(shù)/?；蚰?數(shù)轉(zhuǎn)換器等。集成電路的外形集成電路的外形(a)雙列直插式(b)圓殼式(c)扁平式集成運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一.對(duì)稱性好，適用于構(gòu)成差分放大電路。二.集成電路中電阻，其阻值范圍一般在幾十歐到幾十千歐之間，如需高阻值電阻時(shí)，要在電路上另想辦法。三.在芯片上制作三極管比較方便，常常用三極管代替電阻(特別是大電阻)。四.在芯片上制作比較大的電容和電感非常困難，電路通常采用直接耦合電路方式。

集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器概述

集成運(yùn)算放大器是一種高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級(jí)直接耦合放大電路，一般由四部分組成：輸入級(jí)：一般是差動(dòng)放大器，利用其對(duì)稱特性可以提高整個(gè)電路的共模抑制比和電路性能，輸入級(jí)有反相輸入端“-”、同相輸入端“+”兩個(gè)輸入端；中間級(jí)：的主要作用是提高電壓增益，一般由多級(jí)放大電路組成；輸出級(jí)：一般由電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器所組成，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。偏置電路：是為各級(jí)提供合適的工作電流。此外還有一些過載保護(hù)電路及高頻補(bǔ)償環(huán)節(jié)等輔助環(huán)節(jié)。集成電路的幾種外形集成運(yùn)算放大器圖符號(hào)∞＋＋－U0U+U-簡(jiǎn)化電路符號(hào)集成運(yùn)算的主要技術(shù)指標(biāo)(1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Au指集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，接入規(guī)定的負(fù)載，無負(fù)反饋情況下的直流差模電壓增益。集成運(yùn)放的Au一般很高，約為104～107；(2)差模輸入電阻ri和輸出電阻r0集成運(yùn)放的差動(dòng)輸入電阻很高，可高達(dá)幾十千歐和幾十兆歐；由于運(yùn)放總是工作在深度負(fù)反饋條件下，因此其閉環(huán)輸出電阻很低，約在幾十歐至幾百歐之間；(3)最大共模輸入電壓Uicmax指運(yùn)放兩個(gè)輸入端能承受的最大共模信號(hào)電壓。超出這個(gè)電壓時(shí)，運(yùn)放的輸入級(jí)將不能正常工作或共模抑制比下降，甚至造成器件損壞。(4)共模抑制比KCMR理想集成運(yùn)算及其傳輸特性

為簡(jiǎn)化分析過程，同時(shí)又能滿足實(shí)際工程的需要，常把集成運(yùn)放理想化，集成運(yùn)放的理想化參數(shù)為：Au=∞、ri=∞、r0=0、KCMR=∞。根據(jù)集成運(yùn)放的實(shí)際特性和理想特性，可畫出相應(yīng)的電壓傳輸特性?？梢钥闯觯?dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)（+U0M~－U0M)時(shí)，其實(shí)際特性與理想特性非常接近；由于集成運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)相當(dāng)高，即使輸入電壓很小，也足以讓運(yùn)放工作在飽和狀態(tài)—使輸出電壓保持穩(wěn)定。理想特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性u(píng)0(V)ui(mV)0＋U0M－U0M實(shí)際特性電流源

鏡像電流源

多路電流源

電流源用作有源負(fù)載

微電流源

概述

BJT基本電流源

比例電流源學(xué)習(xí)要求

會(huì)計(jì)算電流源的輸出電流（求Q）

能辨認(rèn)電路（電流源結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律）

第五章集成運(yùn)算放大器

概述直流電阻小交流電阻大恒流源：Rs=

，iO=Is

，與RL無關(guān)

三極管工作在放大區(qū)，其輸出特性具有恒流特性。易受溫度影響特點(diǎn)：分析任務(wù)

確定電流源的輸出電流，并提高計(jì)算精度

提高輸出電阻Ro1.BJT基本電流源

三極管電流源——分壓式射極偏置電路在滿足條件I1>>IB；VB>>VBE時(shí)電流源內(nèi)阻Rs=R’o（輸出電阻）R’oRL與Rc無關(guān)，且能穩(wěn)定Q（溫度影響）2.比例電流源提高計(jì)算精度滿足條件：I1>>IBVB>>VBE

增加1個(gè)二極管D

并使D與T（Je）具有相同的溫度特性（補(bǔ)償）

即：

VD=VBE所以，在Je回路有：VD+I1Rb2=VBE+ICRe比例電流源集成電路中，DT1BJT基本電流源特殊狀態(tài)思路：VCC=0IC=0VBBIC

0VBBTBJT電流源接法與放大電路接法比較3.鏡像電流源思路：比例系數(shù)＝1比例電流源去掉2個(gè)電阻，減少占用硅片面積2IB求

IC2=?對(duì)管T1與T2特性相同（溫度補(bǔ)償）假設(shè)T1處于放大區(qū)（問題？）對(duì)T1的C點(diǎn)列KCL方程：鏡像3.鏡像電流源思路：提高精度問題1問題2VCE1=VBE10.6VVCE2但仍造成：IC2

IC1雖有：VBE2=VBE1；

2=

1修正如下：考慮基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)帶緩沖級(jí)的鏡像電流源3.鏡像電流源問題2思路：提高精度若

較小，則分流造成的誤差不能忽略！解決方法：增加1個(gè)緩沖級(jí)T3

即共集放大器，減小分流。為了避免T3的電流過小而使

3下降，常常加入電阻Re3

，使IE3增大。同樣對(duì)T1的C點(diǎn)列KCL方程：IC2相當(dāng)于IREF的鏡像

鏡像電流源IC2≈IREF＝（Vcc—VBE）/R≈Vcc/R∴IC1＝IREF–2IB≈IREF設(shè)T1﹑

T2參數(shù)完全相同。β1=β2，ICEO1=ICEO2，VBE1=VBE2，

IE1=IE2，IC1=IC2存在問題：當(dāng)β不夠大時(shí)，IC2與IREF差異較大改進(jìn)∵β較大，IB=IC/β＜＜IC

，IC1≈IC2RRcT1T2Vcc2IBIREFIC1IE1IC2IREFIC1IC2IBT1T2RVccT3IB2IB1IC2≈IREFIC2與IREF互為鏡像鏡像電流源改進(jìn)電路：鏡像電流源電路適合用于較大工作電流（mA級(jí)）的場(chǎng)合，若需要IC2↓→R↑，在集成電路中不易實(shí)現(xiàn)。故推出微電流源（μA級(jí)）4.微電流源思路：產(chǎn)生

A級(jí)電流例如：VCC=10V，IC2=1A，則

R=10M。需占用硅片面積大解決方法：。。。例：已知VCC=15V，IR=1mA，IC2=20A，VBE1=0.7V，則由(2)得R=15k；由(1)得Re2=5k。計(jì)算方法：

微電流源IREFIC1IE2IC2RRe22IBT1T2Vcc∴IE2Re2=VBE1－VBE2∵IE2Re2+VBE2=VBE1（KVL方程）IE2=（VBE1－VBE2）/Re2

IC2≈IE2∵

⊿VBE的數(shù)值很小∴

IC2亦很小，故稱為微電流源IREF＝（Vcc—VBE）/R≈Vcc/R

當(dāng)電流變化時(shí)→IREF變化→⊿VBE變化很小→IC2變化很?。ㄟh(yuǎn)小于IREF的變化）∴IC2較穩(wěn)定5.多路電流源帶緩沖級(jí)的比例電流源小結(jié)

——

電流源結(jié)構(gòu)的變化電流源用作有源負(fù)載(1)用于提供靜態(tài)電流并能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，這對(duì)直接耦合放大器是十分重要的。(2)用作有源負(fù)載，可獲得增益高的特性。共射電路的電壓增益為：電流源的作用：例：共射放大電流源作有源負(fù)載后比用電阻Rc作負(fù)載時(shí)提高了

電流源用作有源負(fù)載RT2VccT1T3VOVIIREF特點(diǎn)：直流電阻小，交流電阻很大提高交流放大倍數(shù)而不影響靜態(tài)工作點(diǎn)亦常用作射級(jí)負(fù)載電流源用作集電極負(fù)載放大電路如圖所示。各三極管都有

=49，VBE=0.7V。例：(1)試簡(jiǎn)要說明各三極管的作用；(2)計(jì)算電路的電壓放大倍數(shù)（電容的容抗可忽略不計(jì)）。第一級(jí)放大電路輸入

輸出第二級(jí)放大電路第n級(jí)放大電路……第n-1

級(jí)放大電路功放級(jí)多級(jí)放大電路一級(jí)放大器放大倍數(shù)不夠，需要多級(jí)級(jí)聯(lián)。放大倍數(shù)滿足要求，輸入電阻或輸出電阻不滿足要求，也需要級(jí)聯(lián)。多級(jí)放大電路還可以展寬放大器的通頻帶，提高穩(wěn)定性，改善高頻特性等。1.怎樣級(jí)聯(lián)？2.多級(jí)放大器性能指標(biāo)如何計(jì)算？為什么需要多級(jí)放大電路？輸入級(jí)→輸入電阻高，噪聲和漂移小。對(duì)各級(jí)電路的要求：輸出級(jí)→動(dòng)態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強(qiáng)。中間級(jí)→具有足夠大的放大能力。多級(jí)放大電路的組成輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)單級(jí)放大器常常采用電容進(jìn)行信號(hào)的耦合放大電路中的信號(hào)耦合技術(shù)單級(jí)放大器中的耦合技術(shù)耦合：即信號(hào)的傳輸方式。耦合方式：電容耦合；變壓器耦合；光電耦合；直接耦合。多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：①

靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置②

動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)。要求：波形不失真，減少壓降損失。

一.多級(jí)放大電路耦合技術(shù)1.直接耦合→將后級(jí)電路通過導(dǎo)線直接與前級(jí)相連優(yōu)點(diǎn)：①電路中沒有電容和變壓器，易于集成。

②能放大交流信號(hào)，同時(shí)也能放大直流或緩變信號(hào)。缺點(diǎn)：①各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)Q相互影響，分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試?yán)щy；

②前后級(jí)的直流電平需匹配；

③存在著嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。直接耦合兩個(gè)特殊問題：①前后級(jí)的直流電平需匹配；②存在著嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。RC1RC2T2RB_vi+VCCRL+_vo+T1級(jí)間電平配置常用的解決方法提高后級(jí)射極電位電平移位+VCC

T2RERC2RC1RBT1RzDZ+VCC

T2RERC2RC1RBT1兩種管子互補(bǔ)+VCC

T2RC2RE2RC1RB1T1–VCC

級(jí)間電平配置常用的解決方法零點(diǎn)漂移問題的解決方法

當(dāng)輸入vi=0時(shí)，輸出電壓vO并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無規(guī)則的漂動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移，簡(jiǎn)稱零漂。零漂實(shí)質(zhì)上就是放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的變化引起零漂的主要原因→(a)

元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會(huì)隨溫度的變化而變化。(b)元器件會(huì)出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化。

由溫度引起的零漂稱為溫漂由元器件老化引起的零漂稱為時(shí)漂引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是溫漂零漂1.引入直流負(fù)反饋2.采用差動(dòng)放大電路抑制零點(diǎn)漂移的常用方法→2.電容耦合→將后級(jí)電路通過電容器與前級(jí)相連RC1RC2T2RB1vi+VCCRL+_voT1RB2++++_C1C2C3缺點(diǎn)：①耦合電容隔斷直流，不能放大直流信號(hào)，且當(dāng)信號(hào)頻率較低時(shí)，放大倍數(shù)下降。

②耦合電容容量大，不易集成。優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)之間直流通路不相通，Q點(diǎn)相互獨(dú)立；設(shè)計(jì)、計(jì)算、調(diào)試方便。3.變壓器耦合→將后級(jí)電路通過變壓器與前級(jí)相連CE1RE1T1Tr1Tr2CB1vi+_CE2RE2T2RL+_voTr3+VCCRB11++RB12++RB21RB22CB2優(yōu)點(diǎn)：①前后級(jí)靠磁路耦合，各級(jí)Q點(diǎn)相互獨(dú)立；

②可進(jìn)行阻抗變換，實(shí)現(xiàn)功率匹配，從而使后級(jí)或負(fù)載上得到最大功率。缺點(diǎn)：①低頻特性差；

②變壓器體積大、笨重、貴，更不能集成化，只能用于分立元件放大電路。變壓器耦合多級(jí)放大電路的主要特點(diǎn)4.光電耦合

光電耦合器是將發(fā)光元件（發(fā)光二極管）與光敏元件（光電三極管）相互絕緣地組合在一起：發(fā)光元件為輸入回路，它將電能轉(zhuǎn)化成光能；光敏元件為輸出回路，它將光能再轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)現(xiàn)輸入與輸出電路的電氣隔離，從而可有效地抑制電干擾。→以光信號(hào)為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞圖3.34光電耦合器及其傳輸特性

光電耦合放大電路復(fù)合管→達(dá)林頓管作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻rbeibib2ic1ic2icie同類型管子組成的復(fù)合管復(fù)合管→達(dá)林頓管作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻rbe互補(bǔ)型復(fù)合管兩個(gè)不同類型的管子組成的復(fù)合管，等效后管子的類型取決于第一個(gè)管子的類型。組成復(fù)合管的原則：管內(nèi)電流方向要一致直接耦合放大電路的靜態(tài)分析RC1RC2T2RB_vi+VCCRL+_vO+VBBT1+_+_+_+_

阻容耦合、變壓器耦合的各級(jí)Q點(diǎn)相互獨(dú)立，分析方法與前述的單級(jí)放大電路的方法相同。這里只對(duì)直接耦合電路進(jìn)行靜態(tài)分析。令輸入電壓vi=0RC1RC2T2RB_vi+VCCRL+_vO+VBBT1+_+_+_+_在輸入回路→IBQ2、ICQ2

、IEQ2在一、二級(jí)之間聯(lián)立求解可得VCEQ2

、Io在輸出回路后級(jí)放大器的輸入電阻是前級(jí)放大器的負(fù)載；前級(jí)放大器的輸出電路是后級(jí)放大器的信號(hào)源。圖3.36多級(jí)放大器的通用小信號(hào)模型1.電壓放大倍數(shù)二.多級(jí)放大器交流性能指標(biāo)的計(jì)算2.輸入電阻注意：在計(jì)算Ri1

時(shí)要把后一級(jí)的輸入電阻作為第一級(jí)的負(fù)載電阻來考慮。3.輸出電阻注意：在計(jì)算Ron時(shí)要把前一級(jí)的輸出電阻作為它的信號(hào)源內(nèi)阻來考慮。→多級(jí)放大器的輸入電阻Ri就是第一級(jí)放大器的輸入電阻Ri1?！嗉?jí)放大器的輸出電阻Ro，就是最末級(jí)放大器的輸出電阻Ron。電路結(jié)構(gòu)1.共射-共基（CE-CB）組合放大電路交流通路①輸入電阻三.BJT組合放大器的計(jì)算③電壓放大倍數(shù)其中，第二級(jí)CB放大器的輸入電阻：

若兩管的小信號(hào)參數(shù)相同，則表明：CE-CB組合放大電路的電壓放大倍數(shù)與單級(jí)CE放大器相同。

②輸出電阻2.共集-共基（CC-CB）組合放大電路CC-CB放大電路的交流通路①輸入電阻其中:②

輸出電阻③

電壓放大倍數(shù)

若兩管小信號(hào)參數(shù)相同，而且通常設(shè)計(jì)RE>>Ri2，則：

表明：CC-CB組合放大電路的電壓放大倍數(shù)只是單管CE放大器的一半；但由于CC和CB組態(tài)的高頻性能都優(yōu)于CE狀態(tài)。所以，它們的組合放大電路的高頻特性會(huì)比CE放大器好。3.共射-共集（CE－CC）組合放大電路①輸入電阻②輸出電阻其中③電壓放大倍數(shù)其中4.共集-共射（CC-CE）組合放大電路CC組態(tài)大的Ri1→提高源電壓增益CC組態(tài)小的Ro1→減小CE組態(tài)的時(shí)間常數(shù)→擴(kuò)展了通頻帶差分式放大電路線性放大vi1vi2vovo=AVD（vi1－vi2）差模電壓增益

直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問題

1、概述

電路組成及工作原理

抑制零點(diǎn)漂移原理

2、基本差分式放大電路

主要指標(biāo)分析計(jì)算

幾種方式指標(biāo)比較

差分式放大電路

差分的基本概念1.差模信號(hào)：vid=vi1－vi22.共模信號(hào)：vic=（vi1+vi2）/2可以看出：①差模信號(hào)是在兩輸入端各加入了一個(gè)大小相等，方向相反的信號(hào)。②共模信號(hào)是在兩輸入端各加入了一個(gè)大小相等，方向相同的信號(hào)。在差模共模信號(hào)同時(shí)存在的情況下（用疊加原理）vO=AVDvid+AVCvicAVD=vod/vidAVC=voc/vic其中：稱為差模電壓增益稱為共模電壓增益vi1=vic+vid/2vi2=vic－

vid/21.差分的基本概念

差模與共模：+-vi1+-vi2+-vo+-vid-+差模信號(hào)共模信號(hào)總輸出電壓差模電壓增益共模電壓增益共模抑制比反映抑制零漂能力例：

分析思路：疊加定理測(cè)試—選擇填空1.差分放大電路中，當(dāng)Vs1=300mV，Vs2=200mV時(shí)，分解為共模輸入信號(hào)Vsc=

，差模輸入信號(hào)Vsd=

。

a.500mVb.100mVc.250mVd.50mV3.在單端輸出差分放大電路中，差模電壓增益AVd=50，共模電壓增益AVc=–0.5，若輸入電壓Vs1=80mV，Vs2=60mV，輸出電壓Vo2=

。

a.–1.035Vb.–0.965Vc.0.965Vd.1.035VVo2=Avd×Vsd+Avc×Vsc=50×20mv–0.5×70mv=1000mv-35mv2.差分放大電路中，當(dāng)Vs1=200mV，Vsd2=0mV時(shí)，分解為共模輸入信號(hào)Vsc=

，差模輸入信號(hào)Vsd=

。2.直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問題

直接耦合放大電路

零點(diǎn)漂移問題可以放大直流信號(hào)#集成運(yùn)算放大器要采用直接耦合？零漂：輸入短路時(shí)，輸出 仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。主要原因：溫度變化引起，也稱溫漂。溫漂指標(biāo)：溫度每升高1度時(shí)，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。電源電壓波動(dòng)也是原因之一沒有電容、變壓器A1vivo103A2vivo105？思考題答：兩個(gè)放大電路是否都可以放大0.1mV的信號(hào)？增加了Re電壓增益輸出漂移電壓均為200mV輸出漂移電壓均為200mV輸入端漂移電壓為0.2mV輸入端漂移電壓為0.002mVA1不可以，A2可以例如若第一級(jí)漂了100uV，則輸出漂移1V。

若第二級(jí)也漂了100uV，則輸出漂移10mV。假設(shè)

第一級(jí)是關(guān)鍵！

減小零漂的措施

用非線性元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償

調(diào)制解調(diào)方式。如“斬波穩(wěn)零放大器”

采用差分式放大電路漂了100uV漂移

10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV

基本差分式放大電路電路組成及工作原理組成特點(diǎn)靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析（定性）輸入差模信號(hào)輸入共模信號(hào)抑制零點(diǎn)漂移原理主要指標(biāo)分析計(jì)算動(dòng)態(tài)分析思路雙端輸入差模增益共模增益共模抑制比輸入、輸出電阻單端輸入帶恒流源的差分電路幾種接法性能對(duì)比

基本差分式放大電路基本差分電路（長(zhǎng)尾）帶恒流源的差分電路教材上的差分電路

基本差分式放大電路vo=vo1

vo2=Av1vi1

Av2vi2vo=Avd(vi1

vi2)

AV1=

AV2

（對(duì)管）原因之二對(duì)稱

VC1=

VC2

vo=VC1-

VC2=0

克服溫漂(3)公共射極電阻Re組成特點(diǎn)(1)直接耦合的共射電路(Rb,Rs)(2)兩邊對(duì)稱單端輸出公共Re對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路1.電路組成及工作原理

基本差分式放大電路注意：靜態(tài)分析1.電路組成及工作原理電路對(duì)稱T放大的條件：Je正偏、Jc反偏vi1=vi2=0（靜態(tài)）

Je正偏

T放大

Jc反偏vo=VC1-

VC2=0

實(shí)現(xiàn)：0輸入

0輸出iC1=

iC2=IC=IO/2輸入：vi1=

vi2=0

靜態(tài)分析（差、共摸相同）輸出：

vo=VC1－VC2=0輸入信號(hào)電壓vid=vi1－vi2=0輸出亦為0VBE1=VBE2=

0。7V

VCE1=VCE2=VCC－ICRC+0。7V

（VE=0。7V

）IoiC2iC1C1C2eb1b2Rc1Rc2vo1T1T2+Vccvo2vE－VEEvi1vi2++－－rO基本差分式放大電路動(dòng)態(tài)分析——輸入差模信號(hào)1.電路組成及工作原理大小相等，方向相反另外：Re相當(dāng)于短路

iE=0動(dòng)態(tài)分析——輸入共模信號(hào)

基本差分式放大電路1.電路組成及工作原理大小相等，方向也相同另外：Re相當(dāng)于2Re

iE=2

iE1=2

iE23.主要指標(biāo)分析計(jì)算

基本差分式放大電路動(dòng)態(tài)分析思路（1）小信號(hào)等效電路法（2）運(yùn)用疊加原理（3）利用對(duì)稱特點(diǎn)， 轉(zhuǎn)化為單邊電路求解。（4）四種接法a.雙端輸入、雙端輸出b.雙端輸入、單端輸出c.單端輸入、雙端輸出d.單端輸入、單端輸出電阻Re和RLRc1Rc2T1T2iC2iC1C1C2b1b2vi1=vid/2++－－vi2=－

vid/2++－+vo1vo2－－vo動(dòng)態(tài)分析①當(dāng)vi1=-vi2=vid/2時(shí)稱為差模輸入一管電流將增加，一管電流將減小vo=vC1－vC2≠0輸出為vid=vi1－vi2

Rc1Rc2T1T2iC2iC1C1C2b1b2vi1=vid/2++－－vi2=－

vid/2++－+vo1vo2－－vo動(dòng)態(tài)分析②當(dāng)vi1=vi2=vic時(shí)稱為共模輸入兩管電流將同時(shí)變化vo=vC1－vC2=0輸出為0

雙端輸入

——差模增益3.主要指標(biāo)分析計(jì)算6.2.1基本差分式放大電路

輸入純差模信號(hào)

電路兩邊對(duì)稱

電路變換（拆開、轉(zhuǎn)換為單邊電路）Re短路RL各分一半

畫小信號(hào)等效電路（一般不畫）雙端輸入

——共模增益3.主要指標(biāo)分析計(jì)算6.2.1基本差分式放大電路

輸入純共模信號(hào)

電路兩邊對(duì)稱

電路變換（拆開、轉(zhuǎn)換為單邊電路）Re對(duì)單邊相當(dāng)于2ReRL開路

畫小信號(hào)等效電路（一般不畫）雙端輸入

——共模增益3.主要指標(biāo)分析計(jì)算6.2.1基本差分式放大電路

雙入雙出雙入雙出

雙入單出RL開路RL由T1單獨(dú)負(fù)擔(dān)雙入單出Re對(duì)單邊相當(dāng)于2Re雙端輸入——共模抑制比3.主要指標(biāo)分析計(jì)算6.2.1基本差分式放大電路雙入雙出雙入單出

雙入雙出

雙入單出

公共電阻Re

KCMR

抑制零漂能力增強(qiáng)雙端輸入

——輸入、輸出電阻3.主要指標(biāo)分析計(jì)算單端輸出時(shí):雙端輸出時(shí):單端輸入3.主要指標(biāo)分析計(jì)算

基本差分式放大電路例如：

指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同！4.具有電流源的差分放大電路基本差分式放大電路（RL

均為10k

）先求Q點(diǎn)：比例電流源ro3例題1已知：

=60、VBE=0.6V、rce=100k

。設(shè)調(diào)零電位器RP的動(dòng)端在中間位置。(1)雙端輸出的AVD、KCMR

；(2)單端vo2輸出的AVD2、KCMR2；(3)Rid

、Ric；求：解：(1)雙端輸出的AVD、KCMR

；交流通路解：例題1差模交流通路共模交流通路差模交流通路例題1解：(2)單端vo2輸出的AVD2、KCMR2；共模交流通路例題2

=50、VBE=0.6V、rce5=200k

。求：(1)差模輸入電阻Rid、輸出電阻Ro、差模電壓增益；(2)共模輸入電阻Ric和共模抑制比KCMR。5.幾種接法性能對(duì)比輸出方式雙出單出雙出單出5.幾種方式指標(biāo)比較輸出方式雙出單出雙出單出FET差分式放大電路與共源電路相同1.電路組成2.差模增益3.差模輸入電阻end

差分式放大電路的傳輸特性圖中縱坐標(biāo)為end

集成運(yùn)算放大器

集成運(yùn)放是一種高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合放大電路。為了抑制零點(diǎn)漂移,所以對(duì)溫漂影響最大的第一級(jí)毫無例外地采用了差動(dòng)放大電路。為了提高放大倍數(shù),中間級(jí)一般采用有源負(fù)載的共射放大電路。輸出級(jí)為功率放大電路(將在第九章中講述),為提高此電路的帶負(fù)載能力,多采用互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí)電路。一、輸入級(jí)差分電路，大大減少溫漂。二、中間級(jí)采用有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。三、輸出級(jí)

互補(bǔ)對(duì)稱電路，帶負(fù)載能力強(qiáng)四、偏置電路電流源電路，為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。輸入級(jí)偏置電路中間級(jí)輸出級(jí)+

uouid集成運(yùn)算放大器的組成及其各部分的作用實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。圖集成運(yùn)算的基本組成

偏置電路

輸入級(jí)V8和V9不僅是鏡像電流源,而且還與V10、V11組成微電流源構(gòu)成共模負(fù)反饋環(huán)節(jié)以穩(wěn)定IC1、IC2,從而提高整個(gè)電路的共模抑制比。其過程如下:(因?yàn)镮C10是恒定電流)

中間級(jí)

輸出級(jí)和過載保護(hù)

集成運(yùn)放的性能指標(biāo)1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod

Aod是指集成運(yùn)放在無外加反饋回路的情況下的差模電壓放大倍數(shù),即

對(duì)于集成運(yùn)放而言,希望Aod大,且穩(wěn)定。目前高增益集成運(yùn)放的Aod可高達(dá)140dB(107倍),理想集成運(yùn)放認(rèn)為Aod為無窮大。2.最大輸出電壓Uop-p

集成運(yùn)放的電壓傳輸特性圖

集成運(yùn)放的符號(hào)和電壓傳輸特性u(píng)O=

f(uP-uN)+AoduPuNuOuOuP-uN集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端分別為同相輸入端uP和反向輸入端uN。電壓傳輸特性輸出電壓與其兩個(gè)輸入端的電壓之間存在線性放大關(guān)系，即uOuP-uN集成運(yùn)放的工作區(qū)域線性區(qū)域：Aod為差模開環(huán)放大倍數(shù)非線性區(qū)域：輸出電壓只有兩種可能的情況：+UOM或-UOMUOM為輸出電壓的飽和電壓。+UOM-UOM3.差模輸入電阻ridrid的大小反映了集成運(yùn)放輸入端向差模輸入信號(hào)源索取電流的大小。要求rid愈大愈好,一般集成運(yùn)放rid為幾百千歐至幾兆歐,故輸入級(jí)常采用場(chǎng)效應(yīng)管來提高輸入電阻rid。4.輸出電阻roro的大小反