電子線路基礎(chǔ)第五章詳解

電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2023/12/26電子線路基礎(chǔ)第五章詳解第五章、集成運(yùn)算放大器原理5.1概述5.2功率放大器簡介5.3差分放大器5.4集成運(yùn)算放大器典型電路介紹5.5集成運(yùn)算放大器的性能參數(shù)和模型2電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.1概述一.集成電路（IntegratedCircuit簡稱IC）

采用半導(dǎo)體制造工藝，將大量的晶體管、電阻、電容等電路元件及其電路連線制作在一小塊硅單晶上，形成具有特定電路功能的單元電路。二.摩爾定律未來10年中芯片上的晶體管數(shù)將每年翻一番（1965年）芯片上的晶體管數(shù)量每兩年將翻一番（1975年）3電子線路基礎(chǔ)第五章詳解三.集成電路的特點(diǎn)（同分立器件電路相比）：1.集成電路中電阻、電容等無源器件不能象分立元件電路那樣任意選用；集成電路中電阻阻值偏大將占用硅片較大的面積，不利于集成；集成電路中的電容是利用PN結(jié)的結(jié)電容或用二氧化硅層作為電介質(zhì)做成的，不適宜制造幾十皮法以上的電容器，所以集成運(yùn)放電路多采用直接耦合的形式。5.1概述4電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2.兩者的設(shè)計(jì)思想正好相反3.同一集成電路中的元件參數(shù)一致性和溫度均一性較好，很容易制造對稱性較高的電路。分立元件電路：盡量少用晶體管，以降低成本；集成電路：則盡量減少電阻、電容等無源器件，用晶體管等有源器件所取代。5.1概述5電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2功率放大器簡介5.2.1功率放大器的主要指標(biāo)5.2.2功率放大器的分類5.2.3保護(hù)電路電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.1功率放大器的主要指標(biāo)功率放大：以輸出功率為重點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載。電壓放大：不失真地增大輸出信號電壓幅度，以驅(qū)動(dòng)功放。功率放大實(shí)質(zhì)上也是能量轉(zhuǎn)換電路，它的主要特點(diǎn)就是工作在大信號狀態(tài)下。1.預(yù)備知識電壓放大和功率放大有不同的特點(diǎn)及指標(biāo)要求，在多級放大器中，電壓放大器處于前置級和中間級，而功率放大處在末級（也可能包括末前級），以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解效率η：放大器的輸出信號功率與直流電源供給功率之比。2.主要指標(biāo)功率放大器在線性區(qū)能夠向負(fù)載提供的最大交流功率。a.工作在線性區(qū)；（1）輸出功率注意：b.提供的最大交流功率（管子充分利用或稱盡限運(yùn)用）。：直流電源供給集電極和偏置電路等直流功率之和。晶體管集電極效率：輸出功率Po與電源供給集電極的直流功率之比。（2）功率放大器的效率η和晶體管集電極效率電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2.主要指標(biāo)直流電源供給功率一部分變成了有用的輸出信號，剩余的部分主要變成了晶體管的管耗，即：（3）非線性失真由于功放工作在大信號狀態(tài)下，所以很容易導(dǎo)致輸出信號產(chǎn)生非線性失真。要求功放產(chǎn)生的非線性失真盡可能小。結(jié)論：功率放大器的任務(wù)是:在確保晶體管安全運(yùn)用情況下，獲得盡可能大的輸出功率，盡可能高的效率和盡可能小的非線性失真。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.2功率放大器的分類功率放大器根據(jù)功放管的導(dǎo)通時(shí)間的長短進(jìn)行分類。（1）甲類（A類）工作狀態(tài)在輸入信號的整個(gè)周期內(nèi)晶體管都是導(dǎo)通的。（2）乙類（B類）工作狀態(tài)在輸入信號的半個(gè)周期內(nèi)晶體管導(dǎo)通。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.2功率放大器的分類（3）甲乙類（AB類）工作狀態(tài)是介于甲類和乙類之間的工作狀態(tài)，晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，但小于一個(gè)周期。（4）丙類（C類）工作狀態(tài)晶體管導(dǎo)通的時(shí)間小于半個(gè)周期。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.2功率放大器的分類（5）丁類（D類）工作狀態(tài)此時(shí)，晶體管處于開關(guān)狀態(tài)，即在輸入信號的半個(gè)周期內(nèi)飽和導(dǎo)通；在另外半個(gè)周期內(nèi)，晶體管截止。飽和導(dǎo)通：五類功放的效率滿足下式：電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.3互補(bǔ)推挽功率放大器1乙類推挽功率放大器的工作原理2乙類推挽功率放大器的非線性失真電子線路基礎(chǔ)第五章詳解采用乙類的原因：由于晶體管只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，因此晶體管的集電極靜態(tài)電流，所以一個(gè)周期內(nèi)晶體管的平均功耗小。1.乙類推挽功率放大器的工作原理顯然，集電極電流產(chǎn)生了嚴(yán)重的非線性失真選用兩只特性完全相同的異型晶體管，輪流工作在乙類狀態(tài)。如何解決非線性失真和高效率的矛盾？從而在負(fù)載上獲得完整的輸出波形。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解1).電路結(jié)構(gòu)（1）和是一對對稱的異型晶體管；（2）和分別與負(fù)載組成射極跟隨器；（3）采用兩組電源供電。兩管交替工作，一只在輸入信號正半周導(dǎo)通，另一只在負(fù)半周導(dǎo)通，猶如一推一挽，在負(fù)載上合成完整的波形。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).工作原理注：以下的分析中不考慮門限電壓。電路兩管基極的靜態(tài)電位為零兩管均截止電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).工作原理電路導(dǎo)通，截止與組成射極跟隨器在上得到上半周波形輸入信號在正半周的情況電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).工作原理電路導(dǎo)通，截止與組成射極跟隨器在上得到下半周波形輸入信號在負(fù)半周的情況電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).工作原理電子線路基礎(chǔ)第五章詳解3).集電極效率ηcmax稱為理論極限效率?？梢?，乙類推挽功放的集電極效率與電壓利用系數(shù)ξ成正比。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解4).對晶體管的要求（1）集電極功耗Pc：每管的集電極損耗。

通過管耗的表達(dá)式可以畫出和ξ的關(guān)系曲線能否認(rèn)為輸入信號越大越大），管耗就越大呢？上式均是對兩管而言的，而集電極功耗是對每一管子而言的。管耗也與ξ有關(guān)。在選管時(shí)，為了保證晶體管安全工作，可以以此作為選管依據(jù)。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解4).對晶體管的要求處于截止?fàn)顟B(tài)的晶體管的c極和e極之間承受的反壓（3）集電極最大允許電流指功放管導(dǎo)通時(shí)，流過管子的最大電流。（2）反向擊穿電壓結(jié)論：為確保晶體管安全工作，必須同時(shí)滿足上面的三個(gè)條件。

圖示的雙電源供電的互補(bǔ)推挽功率放大器稱為OCL（OutputCapacitorLess)電路。

，導(dǎo)通，截止，情況一樣。，導(dǎo)通，截止，當(dāng)電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2.乙類推挽功率放大器的非線性失真1).推挽電路對偶次諧波的抑制推挽電路中，若兩管的特性完全一致，則其電壓、電流波形也完全對稱?？梢?，對稱的電路可以消除偶次諧波成分。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).交越失真及消除方法理想傳輸特性（不考慮門限電壓）（1）傳輸特性在實(shí)際傳輸特性中，必須考慮三極管發(fā)射結(jié)的門限電壓值?？梢钥闯觯?dāng)輸入信號的絕對值小于0.7V時(shí)，沒有輸出，因此輸出信號會出現(xiàn)明顯的失真。是NPN管的集電極飽和電壓傳輸特性的斜率為什么為1？電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).交越失真及消除方法交越失真實(shí)際傳輸特性及輸出電壓波形如圖所示：（2）交越失真交越失真是指發(fā)生在信號穿越過零點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的失真。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).交越失真及消除方法由圖看出，交越失真是由晶體管發(fā)射結(jié)門限電壓引起的，因此，若能給兩個(gè)晶體管發(fā)射結(jié)加入適當(dāng)?shù)恼蚱秒妷?使每個(gè)管子導(dǎo)通時(shí)間略超過T/2，以克服兩管發(fā)射結(jié)死區(qū)電壓的影響，就可以消除交越失真。原理電路（3）消除交越失真的方法a.改為甲乙類工作狀態(tài)交越失真該圖是原理電路，實(shí)際上，在集成電路中，正向偏置不會直接采用電壓源的方式，可以用電阻、二極管和三極管等元器件來提供。

圖中，給兩個(gè)晶體管加入了同樣的正偏電壓，由于此時(shí)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間已大于半個(gè)周期，因此此時(shí)的工作狀態(tài)是甲乙類工作狀態(tài)。但由于其工作狀態(tài)十分接近于乙類，故仍可按乙類的功放進(jìn)行分析。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).交越失真及消除方法實(shí)際電路1：實(shí)際電路2：顯然，在該電路中，正向偏壓是由和的正向電壓提供。電容是保證在交流時(shí)，加在和基極的輸入信號是相同的。在該電路中，是放大級，和構(gòu)成互補(bǔ)推挽功放，正向偏壓是利用流過的直流電流在上產(chǎn)生的壓降提供的。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).交越失真及消除方法實(shí)際電路3：恰當(dāng)選擇電阻R1、R2，使IB1可以忽略不計(jì)，則調(diào)整R1、R2比值，即可獲得某一倍數(shù)UBE的UBB，因此該電路又稱為UBE倍增電路。在該電路中，是放大級，和、組成恒壓源電路，為和提供正向偏壓，以消除交越失真。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2).交越失真及消除方法b.使用負(fù)反饋電路在功率放大器前引入一級電壓放大器（在本圖中引入了集成運(yùn)放），并構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。設(shè)死區(qū)電壓為±0.7V，則引入負(fù)反饋后，死區(qū)電壓為±0.7V/A0。A0為集成運(yùn)放開環(huán)增益。R1是用來限制放大器A的輸出電流，但同時(shí)RL又是靠R1上的電流來驅(qū)動(dòng)的。電子線路基礎(chǔ)第五章詳解小結(jié)乙類工作狀態(tài)的矛盾互補(bǔ)推挽功放電路結(jié)構(gòu)工作原理電流波形圖組合特性曲線性能指標(biāo)非線性失真工作原理性能指標(biāo)計(jì)算極限參數(shù)選擇交越失真消除方法電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.3保護(hù)電路限制管耗即可以有效地保護(hù)功放管，因此只要限制流過集電極地電流，就可以限制管耗。（1）二極管保護(hù)電路最大輸出電流為：電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.2.3保護(hù)電路（2）三極管保護(hù)電路電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3差分放大器5.3.1差分放大器的分析5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性5.3.3舉例5.3.3差分放大器的失調(diào)和溫漂電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3差分放大器引子：為什么引入差分放大器？1.直流信號的放大在無線電通信和其他領(lǐng)域中，常常需要對變化十分緩慢的信號進(jìn)行放大。例如生物電的放大，或某些自動(dòng)控制中的控制信號。把這種變化十分緩慢的信號（頻率很低，幾乎為零，但不能認(rèn)為頻率等于零）稱為直流信號。直流放大器是放大直流信號的一種放大器（當(dāng)然也可以放大交流信號）。直流信號不同于直流電。34電子線路基礎(chǔ)第五章詳解引子：為什么引入差分放大器？2.直流放大器面臨的問題電容耦合放大器無法放大直流信號，耦合電容很難傳送緩變信號。直流放大器常常采用直接耦合方式。兩個(gè)問題：1）級與級之間的直流工作狀態(tài)互相影響2）零點(diǎn)漂移35電子線路基礎(chǔ)第五章詳解引子：為什么引入差分放大器？1）級與級之間的直流工作狀態(tài)互相影響調(diào)整某一級工作狀態(tài)就會導(dǎo)致其他各級工作狀態(tài)的改變。這一點(diǎn)對直接耦合放大器的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來很多不便。36電子線路基礎(chǔ)第五章詳解引子：為什么引入差分放大器？現(xiàn)象：輸入電壓為零，輸出端電壓表指針偏離零點(diǎn)或起始值，出現(xiàn)忽大忽小的不規(guī)則擺動(dòng)。2）零點(diǎn)漂移定義：輸入電壓為零時(shí)，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏離起始值而上下波動(dòng)，使輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。零點(diǎn)漂移簡稱零漂。引起零漂的外界因素：時(shí)間漂移：由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電路設(shè)計(jì)無關(guān)。溫度漂移：由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。電源電壓變化引起的漂移：當(dāng)電源電壓變化時(shí)，電路的直流電平配制受到某種破壞而導(dǎo)致輸出零點(diǎn)的變動(dòng)。37電子線路基礎(chǔ)第五章詳解引子：為什么引入差分放大器？為什么是矛盾？為了獲得高的直流增益，可以增加級數(shù)，但同時(shí)輸出漂移電壓也加大。為了減小零漂可以引入負(fù)反饋，但同時(shí)放大器對直流信號的放大能力也減弱了。尋求新方法解決矛盾！抵消采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。引入特殊的負(fù)反饋對零點(diǎn)漂移有很強(qiáng)的負(fù)反饋，對有用直流信號無負(fù)反饋。例如乙類推挽功放電路，每個(gè)管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負(fù)載上，偶次諧波互相抵消了。高質(zhì)量的直流放大器應(yīng)該具有高的電壓增益和小的零點(diǎn)漂移。矛盾！調(diào)制型直流放大器（框圖）38電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析1.電路形式——基本形式（長尾電路）兩個(gè)性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。如何消除零漂？輸入信號為零，電路對稱某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高，電路對稱，晶體管參數(shù)相同，靠電路對稱消除零漂！39電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析1.電路形式——射極電阻的幾種不同形式輸入信號分別加到兩管基極，輸出兩種取法：從單管集電極取——單端輸出從兩管集電極之間取——雙端輸出40電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析1.電路形式——差分式放大電路的組態(tài)基于不同的應(yīng)用場合，有雙、單端輸入和雙、單端輸出的情況。單端輸入時(shí)，另一端接地。雙入雙出雙入單出單入雙出單入單出41電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——輸入信號的分析1）差模輸入信號：

即兩管輸入信號大小相等、相位相反，稱為差模輸入信號，記為2）共模輸入信號：即兩管輸入信號大小相等、相位相同，稱為共模輸入信號，記為零漂引起的就是共模信號，為有害信號。42電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——輸入信號的分析問題：差分放大器的兩個(gè)輸入信號往往是一對任意數(shù)值的信號，一般，即，非差模也非共模，該怎樣分析？解決方法：對輸入信號進(jìn)行分解，把一對任意數(shù)值的輸入信號分解為差模信號和共模信號的疊加，求出差模信號和共模信號分別作用于差分放大器時(shí)的輸出結(jié)果，然后利用疊加原理，得出差分放大器在一對任意數(shù)值輸入信號作用下的性能指標(biāo)。

43電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——輸入信號的分析令具體分解方法：44電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——輸入信號的分析例子：差模輸入信號（任一端都不接地）共模輸入信號45電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——電阻的分析1）差模信號作用下：相同VT1：VT2：流過的信號電流彼此抵消，在上無信號電壓兩管均為共射放大器，完成放大差模信號的作用。反之亦然。兩管各極電流的變化正好相反，當(dāng)46電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——電阻的分析2）共模信號作用下：兩管相應(yīng)電流始終相等，流過的信號電流為，產(chǎn)生的電壓為引入了電流串連負(fù)反饋，使得從每個(gè)管子集電極輸出時(shí)的共模電壓大大減小了。47電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析2.工作原理——結(jié)論

共模等效差分放大器對差模信號具有放大作用，而對共模信號具有抑制作用。差模輸入信號正是要放大的有用輸入信號，而共模輸入信號則是有害的輸入信號（零點(diǎn)漂移）。結(jié)論差模等效48電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析3.差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻1）差模電壓放大倍數(shù)單端輸出差模電壓放大倍數(shù)49電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出只要輸入電壓有差別，輸出就變動(dòng)！50電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析3.差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻2）差模輸入電阻51電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析4.共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻1）共模電壓放大倍數(shù)單端輸出共模電壓放大倍數(shù)和成反比，越大，越小。52電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析單端輸出共模電壓放大倍數(shù)雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)單端輸出時(shí)，射極電阻引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，使得共模輸出電壓大大減小；雙端輸出、電路對稱時(shí)，則共模輸出電壓為零，即共模輸入電壓完全被抑制。53電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析4.共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻2）共模輸入電阻54電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析5.輸出電阻無論是差模輸入還是共模輸入，輸出端是一樣的，輸出電阻統(tǒng)一用表示。55電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析共模抑制比——衡量差分放大器放大差模信號和抑制共模信號的能力定義：差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對值。CommonModeRejectionRatio越大，表示差分放大器對共模信號的抑制能力越強(qiáng)。56電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析共模抑制比1，雙端輸出時(shí)，使電路盡可能對稱；

增大發(fā)射極電阻，受到發(fā)射極電源電壓的限制。尋找一種電阻：它對直流呈現(xiàn)很小的阻值，而對交流呈現(xiàn)非常大的阻值；減小共模輸出電壓提高共模抑制比的方法：單端輸出時(shí)，恒流源電路3，引入共模負(fù)反饋。

2，57電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析共模抑制比——提高方法，電路舉例1）恒流源電路2）引入級間共模負(fù)反饋58電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析（往后）7.幾種放大器方式性能參數(shù)比較雙入雙出雙入單出單入雙出單入單出射極電阻或射極電流源內(nèi)阻以上對應(yīng)電路均未接基極電阻或信號源內(nèi)阻忽略不計(jì)。59電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析8.差分放大器的組合形式1）共集-共基差分放大器分析：雙端輸入、單端輸出；VT5、VT6構(gòu)成基本電流源，作為VT4的有源負(fù)載；

CC組態(tài)CB組態(tài)60電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析8.差分放大器的組合形式1）共集-共基差分放大器61電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析8.差分放大器的組合形式2）共集-共射差分放大器分析：雙端輸入、單端輸出；VT5、VT6構(gòu)成基本電流源，作為VT4的有源負(fù)載；

CE組態(tài)CC組態(tài)62電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.1差分放大器的分析8.差分放大器的組合形式2）共集-共射差分放大器63電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性1.雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性考慮大信號的輸入特性，晶體管的小信號電路已不適用，要從晶體管特性基本關(guān)系式出發(fā)，結(jié)合電路進(jìn)行研究。64電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性1.雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性雙曲正切函數(shù)65電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性1.雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性差分放大器傳輸特性66電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性從傳輸特性得到的結(jié)論：1）當(dāng)差模輸入電壓時(shí)，差動(dòng)放大器處于平衡狀態(tài)，，即2）在平衡狀態(tài)的工作點(diǎn)附近范圍內(nèi)，與呈線性關(guān)系

67電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性怎樣擴(kuò)大差分放大器的線性范圍？引入負(fù)反饋——射極電阻射極電阻增大，線性工作范圍改善程度越好。68電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性從傳輸特性得到的結(jié)論：3）當(dāng)差模輸入電壓超過時(shí)，輸出電壓基本不變，這表明差動(dòng)放大器在大信號輸入時(shí)，具有良好的限幅特性。差分型限幅器4）定義：差分放大器跨導(dǎo)為mV改變恒流源電流就可以改變跨導(dǎo)，從而改變差模電壓增益，所以帶有恒流源的差分放大器可以用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制。69電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性例6-3電路如圖所示，已知，，VT1、VT2參數(shù)相同，求差模電壓放大倍數(shù)。解：直接利用70電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性2.場效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性目的：提高差分放大器的輸入電阻電路對稱，雙端輸出71電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.2差分放大器大信號輸入時(shí)的傳輸特性2.場效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性傳輸特性72電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.3差分放大器的失調(diào)和溫漂現(xiàn)象和定義失調(diào)：差分放大器在理想狀態(tài)下，當(dāng)輸入信號為零時(shí)，其雙端輸出電壓也為零。但對實(shí)際差分放大器而言，由于電路不完全對稱，因而零輸入時(shí)，對應(yīng)的輸出電壓并不為零。分為電壓失調(diào)和電流失調(diào)失調(diào)漂移：差分放大器的失調(diào)往往是隨著時(shí)間、溫度、電源電壓等外界因素的變化而變化。

降低了放大器的靈敏度73電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.3.3差分放大器的失調(diào)和溫漂1.輸入失調(diào)電壓及其溫度漂移輸出失調(diào)電壓折算到輸入端的電壓顯然要使輸出電壓為零，就必須在輸入端加入一能抵消輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)償電壓。引起輸入失調(diào)電壓的原因：（1）晶體管的不對稱性；（2）集電極電阻的相對誤差。輸入失調(diào)電壓漂移是由不對稱性和集電極電阻的漂移引起的。

74電子線路基礎(chǔ)第五章詳解2.輸入失調(diào)電流及其溫度漂移假如差分放大器兩管的基極偏置電流不相等，兩信號源的內(nèi)阻相等，則會在輸入端產(chǎn)生一個(gè)輸入誤差電壓，輸入失調(diào)電流：靜態(tài)輸出電壓為零時(shí)，兩管基極偏置電流之差。由管子的和集電極電阻的相對誤差引起。5.3.3差分放大器的失調(diào)和溫漂75電子線路基礎(chǔ)第五章詳解結(jié)論：差動(dòng)放大器的失調(diào)是由于電路中管子參數(shù)和電阻等的不對稱而引起的。失調(diào)電壓和失調(diào)電流都隨著溫度的變化而變化。為了盡可能地減小失調(diào)和漂移，要求電路盡可能地對稱。方法：常用差動(dòng)對管(它是在一個(gè)基片上制作兩個(gè)相同的管子，這樣容易使參數(shù)一致)來構(gòu)成差動(dòng)放大器。5.3.3差分放大器的失調(diào)和溫漂76電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4集成運(yùn)算放大器典型電路介紹5.4.1雙極型集成運(yùn)算放大器F7415.4.2MOS集成運(yùn)算放大器的組成電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4集成運(yùn)算放大器典型電路介紹5.4.1雙極型集成運(yùn)放F741高增益，高輸入阻抗的第二代集成運(yùn)放F741由輸入級、中間級和輸出級三級組成。78電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4集成運(yùn)算放大器典型電路介紹5.4.1雙極型集成運(yùn)放F741輸入級：VT1-VT9，采用有源負(fù)載的共集-共基（VT1-VT4）電路提高放大器的差模輸入電阻和差模輸入電壓范圍。VT5、VT6和VT7組成小電流源改進(jìn)電路，作為差分放大器集電極的有源負(fù)載，并將雙端輸入信號轉(zhuǎn)變成單端輸出信號。這一級可以獲得較高的電壓增益。79電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4集成運(yùn)算放大器典型電路介紹5.4.1雙極型集成運(yùn)放F741中間級：有VT16、VT17組成復(fù)合管的單級共射放大器，并由VT13作為它的有源負(fù)載。高的輸入電阻保證輸入級有較高的電壓增益。提高中間級的電壓增益。30pF補(bǔ)償電容，可以保證閉環(huán)穩(wěn)定工作。80電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4集成運(yùn)算放大器典型電路介紹5.4.1雙極型集成運(yùn)放F741輸出級：VT14和互補(bǔ)復(fù)合管VT18、VT19組成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級。消除交越失真輸出級二極管保護(hù)電路81電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4.2MOS集成運(yùn)放的組成1.CMOS集成運(yùn)放組成——CC14573為例CC14573是一個(gè)四可編程運(yùn)算放大器，它用P溝道和N溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)管以單片結(jié)構(gòu)組成低功耗運(yùn)算放大器。偏置電路：由P溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)管VT5、VT6和外接偏置電阻組成。VT5、VT6構(gòu)成基本電流源。輸入級:由VT1、VT2、VT3、VT4和VT6組成。VT1、VT2組成差分放大器，VT3、VT4作為它的有源負(fù)載，VT6提供工作電流。

輸出級:由VT7、VT8構(gòu)成一共源放大器。

82電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.4.2MOS集成運(yùn)放的組成2.NMOS集成運(yùn)放1）NMOS的單級共源放大器或差分放大器與CMOS放大器相比，其電壓增益較低。為了提高NMOS放大器的電壓增益，采用一些特殊電路，使電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。2）為了保證零輸入時(shí)零輸出，NMOS運(yùn)放一定要有電平位移電路。而CMOS運(yùn)放的電平位移靠器件的互補(bǔ)性能來實(shí)現(xiàn)，沒有專門的電平位移電路。3）為提高NMOS運(yùn)放的輸出性能，輸出級采用特殊的電路形式，它比CMOS互補(bǔ)輸出電路復(fù)雜。NMOS運(yùn)放與CMOS運(yùn)放相比，它有下列不同之處：83電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.5集成運(yùn)算放大器的性能參數(shù)和模型5.5.1性能參數(shù)5.5.2模型電子線路基礎(chǔ)第五章詳解5.5集成運(yùn)放的性能參