[工学]6、模拟集成电路.ppt

工学工学6、模拟集成电、模拟集成电路路2多级放大电路多级放大电路 + Vo RL Io Rs Ii + Vs + Vi Vi1 + Vo1 + 放放大大电电路路 Vi2 + Vo2 + 放大电路放大电路 Vi3 + Vo3 + 放放大大电电路路 Vi1 + Ro1 Vo1 + + Ri1 AVO1Vi1 Vi2 + Ro2 Vo2 + + Ri2 AVO2Vi2 Vi3 + Ro3 Vo3 + + Ri3 AVO3Vi3 输入级输入级Ri 中间放大级中间放大级AV 输出级输出级Ro 共集、共射共集、共射共射、共基共射、共基共集共集第第4章章 场效应管场效应管第第6.2节节 差分放大电路差分放大电路2个信号个信号相减相减第第5章章 功率放大电路功率放大电路直接耦合直接耦合零漂零漂Ri RL特别小特别小第第6.1节节 电流源电流源第第6章章 集成运算放大器集成运算放大器性能性能改善改善第第7章章 反馈技术、方法反馈技术、方法第第8、9、10章章 运算放大器应用运算放大器应用 各种功能电路各种功能电路3 6.1 集成电路运算放大器中的集成电路运算放大器中的 电流源电流源 镜像电流源镜像电流源 多路电流源多路电流源 电流源用作有源负载电流源用作有源负载 微电流源微电流源 概述概述 BJT基本电流源基本电流源 比例电流源比例电流源学习要求学习要求 会计算电流源的输出会计算电流源的输出 电流（求电流（求Q） 能辨认电路（电流源能辨认电路（电流源结构的变化规律）结构的变化规律）41. 概述概述6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源 Q ICQ IBQ Rc VCC VCC vCE iC VCEQ vCE iC 直流电阻小直流电阻小交流电阻大交流电阻大CCECE=IVRCCEce=ivr 恒流源恒流源：Rs = ， iO = Is ，与，与RL无关无关 三极管工作在放大区，其输出特性三极管工作在放大区，其输出特性 具有恒流特性。具有恒流特性。易受温度影响易受温度影响特点：特点：分析任务分析任务 确定电流源的输出电流，确定电流源的输出电流， 并提高计算精度并提高计算精度 提高输出电阻提高输出电阻Ro52. BJT基本电流源基本电流源6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源 + vi iB i1 Rb1 b c iC Rc VCC + vo RL iE Re Rb2 Cb1 + Cb2 + e i2 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路 Rb1 IC Rc +VCC Re Rb2 VB IE 在满足条件在满足条件 I1 IB ；VB VBE 时时电流源内阻电流源内阻 Rs = Ro（输出电阻）（输出电阻）CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII eCCb2b1b2eBRVRRRRV Rb1 rbe Ib rce + Vo Ib Rb2 Rb Re Io Ro)(ebbeeceoRRrR1rR RL与与Rc无关，且能稳定无关，且能稳定Q（温度影响）（温度影响）式式3.5.6（106页）页）63. 比例电流源比例电流源6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源 Rb1 IC Rc +VCC Re Rb2 VB IE I1 Rb1 IC RL +VCC Re Rb2 D T I1 IO R IC2 RL +VCC Re2 Re1 T2 IC1 T1 IO I1 eBeBEBCRVRVVI 提高计算精度提高计算精度满足条件：满足条件： I1 IBVB VBE 增加增加1个二极管个二极管D 并使并使D与与T（Je）具有相同）具有相同的温度特性（补偿）的温度特性（补偿） 即：即： VD = VBE所以，在所以，在Je回路有：回路有：VD +I1 Rb2 = VBE +IC Reeb21CRRII 比例电流源比例电流源b2b1CCb2b1BECC1 RRVRRVVI 而：而：集成电路中，集成电路中，DT1BJT基本电流源基本电流源特殊状态特殊状态思路：思路：7VCC=0IC=0VBBIC 0VBBTBJT电流源接法与放大电路接法比较电流源接法与放大电路接法比较 R IC2 Rc +VCC Re2 Re1 T2 IC1 T1 84. 镜像电流源镜像电流源6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源思路：思路：比例系数比例系数1 1 R IC2 RL +VCC Re2 Re1 T2 IC1 T1 IO I1 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF e1CCe2e1e2e11C2RRVRRRRII 比例电流源比例电流源去掉去掉2个电阻，减少占用硅片面积个电阻，减少占用硅片面积2IB求求 IC2 = ?对管对管T1与与T2特性相同特性相同（温度补偿）（温度补偿）假设假设T1处于放大区（问题？）处于放大区（问题？）12VV ；BE1BE2= C1C2B1B2= IIII； C1REFBREFC1I2II2II REFREFC1C221=IIII 对对T1的的C点列点列KCL方程：方程：RVRVVCCBE1CC 镜像镜像ce2orR 96.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF 4. 镜像电流源镜像电流源RVIIIICCREFREFC1C221= 思路：提高精度思路：提高精度问题问题1问题问题2VCE1 = VBE1 0.6V VCE2但仍造成：但仍造成：IC2 IC1虽有：虽有：VBE2 = VBE1 ； 2 = 1 修正如下：修正如下：考虑基区宽度调制效应（考虑基区宽度调制效应（75页）页）电电压压，典典型型值值为为（100V =ACAceEarlyVIVr)(1eCESCBEAVvVvIiT 1.291000.6110030111CE1CE2C1C2 AAVVVVII10带缓冲级的镜像电流源带缓冲级的镜像电流源6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF 4. 镜像电流源镜像电流源RVIIIICCREFREFC1C221= R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF T3 IB3 2IB1 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF T3 IB3 2IB1 Re3 问题问题2思路：提高精度思路：提高精度若若 较小，则分流造成较小，则分流造成的误差不能忽略！的误差不能忽略！解决方法：解决方法：增加增加1个缓冲级个缓冲级T3 即共集放大器，减小分流。即共集放大器，减小分流。为了避免为了避免T3的电流过小而使的电流过小而使 3下降，下降，常常加入电阻常常加入电阻Re3 ，使，使IE3增大。增大。 B1REFB3REFC1I2IIII 同样对同样对T1的的C点列点列KCL方程：方程：REFREFC1C221=IIII2 RVRV2VICCBE1CCREF ce2orR 115. 微电流源微电流源6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF RVIIIICCREFREFC1C221= R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF Re2 思路：产生思路：产生 A级电流级电流例如：例如：VCC = 10V，IC2 = 1 A，则则 R=10M 。需需占用硅片面积大占用硅片面积大e2BE2BE1RVV E2C2II )10k10mV(e2BE RV解决方法：。解决方法：。TVvIIBEeSE SEBElnIIVvT E2E1e2e2BE2BE1E2C2lnIIRVRVVIIT (1) ln C2REFe2C2IIRVIT (2) CCREFRVI 例：已知例：已知VCC=15V，IR =1mA， IC2 =20 A，VBE1=0.7V，则由则由(2)得得R=15k ；由由(1)得得Re2 =5k 。计算方法：计算方法：126. 多路电流源多路电流源6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源e1eREFC1RRII 带缓冲级的带缓冲级的比例电流源比例电流源e2eREFC2RRII e3eREFC3RRII 13小结小结 电流源结构的变化电流源结构的变化 Rb1 IC Rc +VCC Re Rb2 VB IE I1 R IC2 RL +VCC Re2 Re1 T2 IC1 T1 IO I1 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF T3 IB3 2IB1 Re3 R IC2 RL +VCC T2 IC1 T1 IREF Re2 147. 电流源用作有源负载电流源用作有源负载6.1 集成电路运算放大器中的电流源集成电路运算放大器中的电流源(1) 用于提供静态电流并能稳定静态工作点，这对直接耦用于提供静态电流并能稳定静态工作点，这对直接耦合放大器是十分重要的。合放大器是十分重要的。(2) 用作有源负载，可获得增益高的特性。用作有源负载，可获得增益高的特性。beLcce1ioV)/(=rRRrVVA 共射电路的电压增益为：共射电路的电压增益为：电流源的作用：电流源的作用：例：例：共射放大共射放大电流源作有源负载后电流源作有源负载后beLce2ce1ioV)/(=rRrrVVA 比用电阻比用电阻Rc作负载时提高了作负载时提高了15 R1 1k R6 1k T3 R8 3k+VCC Vo 3kC1 1k C3 1k T2 T1 R3 20k RL 3k R7 3kR4 3k Vi 3kC2 1k43 3k R2 3k R5 3k1.8k8.2k1k 3k1k 3k 10k3.3k1.5k3.3k(+12V) 3k 放大电路如图所示。各三极管都有放大电路如图所示。各三极管都有 = 49，VBE=0.7V。例：例：(1) 试简要说明各三极管的作用；试简要说明各三极管的作用；(2) 计算电路的电压放大倍数（电容的容抗可忽略不计）。计算电路的电压放大倍数（电容的容抗可忽略不计）。 166.2 差分式放大电路差分式放大电路 直接耦合放大电路的零点漂移问题直接耦合放大电路的零点漂移问题 6.2.0 概述概述 差分的基本概念差分的基本概念 电路组成及工作原理电路组成及工作原理 抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理 6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 6.2.2 FET差分式放大电路差分式放大电路 6.2.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性 主要指标分析计算主要指标分析计算 几种方式指标比较几种方式指标比较 171. 直接耦合放大电路的零点漂移问题直接耦合放大电路的零点漂移问题6.2.0 概述概述 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 零点漂移问题零点漂移问题可以放大直流信号可以放大直流信号V60oi vvV71mV. 0oi vv4io10 vvAV# 集成运算放大器要采用直接耦合？集成运算放大器要采用直接耦合？零漂：零漂：输 入 短 路 时 ， 输 出输 入 短 路 时 ， 输 出 仍有缓慢变化的电压产生。仍有缓慢变化的电压产生。主要原因：主要原因： 温度变化引起，也称温度变化引起，也称温漂温漂。温漂指标：温漂指标： 温度每升高温度每升高1 1度时，输出漂移电压按电压增益度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端折算到输入端的等效输入漂移电压值。的等效输入漂移电压值。电源电压波动也是原因之一电源电压波动也是原因之一没有电容、变压器没有电容、变压器18A1vivo103A2vivo105答：答：两个放大电路是否都可以放大两个放大电路是否都可以放大0.1mV的信号？的信号？增加了增加了Re电压增益电压增益输出漂移电压输出漂移电压均为均为 200 mV输出漂移电压输出漂移电压均为均为 200 mV输入端漂移电输入端漂移电压为压为 0.2 mV输入端漂移电输入端漂移电压为压为 0.002 mVA1不可以，不可以， A2可以可以19例如例如 100,=V1A若第一级漂了若第一级漂了100 uV，则输出漂移则输出漂移 1 V。 若第二级也漂若第二级也漂了了100 uV，则输出漂移则输出漂移 10 mV。假设假设 第一级是关键！第一级是关键！。 1= 100,=V3V2AA 减小零漂的措施减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如调制解调方式。如“斩波稳零放大器斩波稳零放大器” 采用采用差分式放大电路差分式放大电路漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+ 10 mV漂移漂移 1 V+ 10 mV202. 差分的基本概念差分的基本概念6.2.0 概述概述 Vi + Vo + 放大电路放大电路 差分差分 放大放大 +- -vi1+- -vi2C3850T100aT1RR /.)(=0T)(=i2i1VovvAv iV=vA- -+ + 差分功能：实现差分功能：实现2个信号相减个信号相减i2Vi1VvAvA 同相输入端同相输入端反相输入端反相输入端 应用背景：电桥测量应用背景：电桥测量 V 10V R- - R R+ R R- - R R+ R 例如铂电阻测温例如铂电阻测温C19mV/5V222i1 RRVVVRRRvC19mV/5V222i2 RRVVVRRRv )(i2i1VovvAv实际输出为实际输出为+- -vo212. 差分的基本概念差分的基本概念6.2.0 概述概述 差模与共模：差模与共模： 差分差分 放大放大 +- -vi1+- -vi2+- -vo+- -vid- -+ +i2i1id=vvv 差模信号差模信号)(21=i2i1icvvv 共模信号共模信号icVCidVDooo=vAvAvvv C19mV/5Vi1 vC19mV/5Vi2 v总输出电压总输出电压2=idici1vvv 2vvvidici2= 0=icidoidoVD vvvvvA差模电压增益差模电压增益0=idicoicoVC vvvvvA共模电压增益共模电压增益共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力反映抑制零漂能力VCVDCMR=AAK例：例： 分析思路：叠加定理分析思路：叠加定理2=idi1vv 2=idi2vv ici1= vvici2= vv22测试测试选择填空选择填空 1. 差分放大电路中，当差分放大电路中，当Vs1=300mV，Vsd2=200mV时，分解为时，分解为共模输入信号共模输入信号Vsc= ，差模输入信号，差模输入信号Vsd= 。 a. 500mV b. 100mV c. 250mV d. 50mV 3. 在单端输出差分放大电路中，差模电压增益在单端输出差分放大电路中，差模电压增益AVd=50，共模，共模电压增益电压增益AVc= 0.5，若输入电压，若输入电压Vs1=80mV，Vs2=60mV，输出，输出电压电压Vo2= 。 a. 1.035V b. 0.965V c. 0.965V d. 1.035VVo2=AvdVsd +AvcVsc =5020mv 0.570mv =1000mv-35mv 2. 差分放大电路中，当差分放大电路中，当Vs1=200mV，Vsd2=0mV时，分解为共时，分解为共模输入信号模输入信号Vsc= ，差模输入信号，差模输入信号Vsd= 。236.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路电路组成及工作原理电路组成及工作原理l组成特点组成特点l静态分析静态分析l动态分析（定性）动态分析（定性）l输入差模信号输入差模信号l输入共模信号输入共模信号抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理主要指标分析计算主要指标分析计算l动态分析思路动态分析思路l双端输入双端输入l差模增益差模增益l共模增益共模增益l共模抑制比共模抑制比l输入、输出电阻输入、输出电阻l单端输入单端输入带恒流源的差分电路带恒流源的差分电路几种接法性能对比几种接法性能对比246.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路基本差分电路（长尾）基本差分电路（长尾）带恒流源的差分电路带恒流源的差分电路教材上的差分电路教材上的差分电路T1+6Vvs1RC120k+vs2T2RC220kRs50T3T4IREFR2480R32.4kRs 50R12.4k+vo RP2006V vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 256.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 vi1 iC1 Rc1 +VCC vo1 T1 Re1 - -VEE + - - Rb1 vi1 iC1 Rc1 +VCC vo1 T1 Re1 - -VEE iC2 Rc2 +VCC vo2 T2 Re2 - -VEE + - - Rb1 vi2 + - - Rb2 vo = vo1 vo2 = Av1vi1 Av2vi2vo = Avd(vi1 vi2) AV1 = = AV2 （对管）对管）原因之二原因之二对称对称 VC1 = VC2 vo = VC1 - - VC2 = 0 0 克服温漂克服温漂(3)公共射极电阻公共射极电阻Re vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo T1 T2 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 组成特点组成特点(1)直接耦合的共射电路直接耦合的共射电路( (Rb ,Rs)(2)两边对称两边对称单端输出单端输出公共公共Re对差模信号相当于对差模信号相当于短路短路1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理26 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo T1 T2 6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路注意：注意： vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo T1 T2 静态分析静态分析1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理电路对称电路对称T放大的条件：放大的条件：Je正偏正偏、Jc反偏反偏vi1 = vi2 = 0（静态静态）ebEEBEB1B2)()(0R21RVVII B1C1C2III EC1CE1CE2VVVV cC1CCC1C2=RIVVV 0.7V-=BEB1E VVV Je正偏正偏 T放大放大 Jc反偏反偏vo = VC1 - - VC2 = 0 0 实现：实现： 0输入输入 0输出输出276.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo T1 T2 动态分析动态分析 输入差模信号输入差模信号1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理2=idi1vv 2=idi2vv vi1 0 vi2 0 vo2 0 VC2 vo1 0 VC1 vo 0 大小相等，方向相反大小相等，方向相反 iE1 0 IE1 iE2 0 IE2 另外：另外：Re相当于相当于短路短路 iE = 028动态分析动态分析 输入共模信号输入共模信号6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理ici1= vvici2= vv大小相等，方向也相同大小相等，方向也相同 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo T1 T2 vi1 0 vi2 0 另外：另外：Re相当于相当于2Re iE = 2 iE1 = 2 iE2 vo 0 vo1 0 VC1 vo1 0 VC1 iE1 0 IE1 iE1 0 IE1 292. 抑制零点漂移的原理（动画）抑制零点漂移的原理（动画）303. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路动态分析思路动态分析思路 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo T1 T2 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 2=idici1vvv 2vvvidici2= 2=idi1vv 2=idi2vv ici1= vvici2= vv（1）小信号等效电路法）小信号等效电路法（2）运用叠加原理）运用叠加原理（3）利用）利用对称特点对称特点， 转化为单边电转化为单边电路路求解。求解。（4）四种接法）四种接法a. 双端输入、双端输出双端输入、双端输出b. 双端输入、单端输出双端输入、单端输出c. 单端输入、双端输出单端输入、双端输出d. 单端输入、单端输出单端输入、单端输出电阻电阻Re 和和RL31 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 双端输入双端输入 差模增益差模增益3. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 输入纯差模信号输入纯差模信号2=idi1vv 2=idi2vv Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 RL Ic1 + Re rbe Ib2 Ic2 Vi2 + Rb Ib2 Rc Vid + Vo1 Vo2 IRe e2b1bbeb1bebeb1b1iRII1rRIRIrRIV)()( )(Re 电路两边对称电路两边对称 电路变换（拆开、转换为单边电路）电路变换（拆开、转换为单边电路）2b1bII 2i1iVV 2o1oVV Re短路短路RL各分一半各分一半 画小信号画小信号 等效电路等效电路 （一般不画）（一般不画） Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 Ic1 + Re rbe Ib2 Ic2 Vi2 + Rb Ib2 Rc Vid + Vo1 Vo2 IRe VRe=0 RL/2 RL/2 32双端输入双端输入 差模增益差模增益3. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 vo RL T1 T2 + - - vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 双入双出双入双出V1i1o1i2i1o2o1idoVD=Av2v2vvvvvvA beLcVD)21/(=rRRRAb 双入双出双入双出 双入单出双入单出V1i1o1i2i1o1idoVD121=Av2vvvvvvA beLcVD1)/(21=rRRRAb beLcVD2)/(21=rRRRAb RL各分一半各分一半RL由由T1单独负担单独负担 同相输入端与反相输入端同相输入端与反相输入端+ +- - vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 vo RL T1 T2 + - - 双入单出双入单出Re短路短路2=idi1vv 2=idi2vv + +- -33 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 双端输入双端输入 共模增益共模增益3. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 输入纯共模信号输入纯共模信号e2b1bbeb1bebeb1b1iRII1rRIRIrRIV)()( )(Re 电路两边对称电路两边对称 电路变换（拆开、转换为单边电路）电路变换（拆开、转换为单边电路）2b1bII 2i1iVV 2o1oVV Re对单边相当于对单边相当于2ReRL开路开路 画小信号画小信号 等效电路等效电路 （一般不画）（一般不画）ici1=vvici2= vv Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 RL Ic1 Re rbe Ib2 Ic2 Vi2 Rb Ib2 Rc Vic + Vo1 Vo2 IRe Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 RL Ic1 rbe Ib2 Ic2 Vi2 Rb Ib2 Rc Vic + Vo1 Vo2 2Re 2Re e1bbeb1bR2I1rRI )()( 34双端输入双端输入 共模增益共模增益3. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 vo RL T1 T2 + - - vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 双入双出双入双出0=ico2o1icoVC vvvvvA双入双出双入双出 双入单出双入单出V1i1o1icoVC1=AvvvvA ebR21rRRRA)()/(=beLcVC1 RL开路开路RL由由T1单独负担单独负担双入单出双入单出ici1= vvici2= vvRe对单边相当于对单边相当于2Re35双端输入双端输入 共模抑制比共模抑制比3. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 vo RL T1 T2 + - - vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE iE2 iE1 + - - vo RL T1 T2 双入双出双入双出双入单出双入单出beLcidoVD)21/(=rRRRvvAb beLcido1VD1)/(21=rRRRvvAb 0=ico2o1icoVC vvvvvAebR21rRRRvvA)()/(=beLcico1VC1 VCVDCMRAAKbebebebebebrRR1rR2R21rRK )()()(CMR 双入双出双入双出 双入单出双入单出 公共电阻公共电阻Re KCMR 抑制零漂能力增强抑制零漂能力增强36双端输入双端输入 输入、输出电阻输入、输出电阻 Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 RL Ic1 + Re rbe Ib2 Ic2 Vi2 + Rb Ib2 Rc Vid + Vo1 Vo2 IRe Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 Ic1 + Re rbe Ib2 Ic2 Vi2 + Rb Ib2 Rc Vid + Vo1 Vo2 IRe VRe=0 RL/2 RL/2 Ii Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 RL Ic1 Re rbe Ib2 Ic2 Vi2 Rb Ib2 Rc Vic + Vo1 Vo2 IRe Vi1 Rb Ib1 rbe Vo + Rc Ib1 RL Ic1 rbe Ib2 Ic2 Vi2 Rb Ib2 Rc Vic + Vo1 Vo2 2Re 2Re 3. 主要指标分析计算主要指标分析计算iididIVR 单端输出时单端输出时: :coRR coR2R 双端输出时双端输出时: :)( 2berRRbid 2 )1 (21beebicRrRR iicicIVR 11112122ibibiiRIVIVV 111211212ibibbiRIVIIV 37 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE - - Rb vi2 + - - Rb + - - vo RL T1 T2 + - - + iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 - -VEE - - Rb - -vid/2 + - - Rb + - - vo RL T1 T2 + - - + vic - - + + +vid/2 Re 2=idici1vvv 2vvvidici2= iC1 Rc vo1 iC2 Rc vo2 - - Rb - -vid/2 + - - Rb + - - vo RL T1 T2 + - - + + +vid/2 vid - - + iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 - -VEE Rb Rb vo RL T1 T2 + - - vic - - + Re 2Re ici1=vvici2= vv2=idi1vv 2=idi2vv 38 vi1 iC1 Rc vo1 iC2 Rc +VCC vo2 Re - -VEE + - - Rb vi2 + - - Rb iE vi1/2 + - - vo RL T1 T2 + - - vi1/2 + + - - - - + 单端输入单端输入3. 主要指标分析计算主要指标分析计算6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路0i1 v0=i2v22=i1i1i1vvv 22=i1i1i2vvv 例如：例如：i1i2i1id=vvvv 22=i1i2i1icvvvv idVDicVCidVDo=vAvAvAv 指标计算与双端输入相同！指标计算与双端输入相同！394. 具有电流源的差分放大电路具有电流源的差分放大电路6.2.1 基本差分式放大电路基本差分式放大电路（RL 均为均为10k ）先求先求Q点点： 比例电流源比例电流源1.875mA)6V(0.6V021REF RRI0.375mA32REFE3 RRII0.1875mA21E3C2C1 III 8.66kbe2be1rr 2100k)/(1213be33ce3o3RRRrRrr T1 +6V vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 T3 T4 IREF R2 480 R3 2.4k Rs 50 R1 2.4k + vo 200 6V RP + vo2 ro3 T1 +6V vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 200 6V RP + vo2 IE3 ro3 例题例题1已知：已知： =60、VBE=0.6V、rce= 100k 。设调零电位器设调零电位器RP的动端在中间位置。的动端在中间位置。 (1) 双端输出的双端输出的AVD、KCMR ； (2) 单端单端vo2输出的输出的AVD2、KCMR2 ； (3) Rid 、Ric ； 4.4kbe3r求：求： 解：解： 40 (1) 双端输出的双端输出的AVD、KCMR ； T1 +6V vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 200 6V RP + vo2 IE3 ro3 0=ico2o1icoVC vvvvvA CMRK交流通路交流通路 T1 +6V vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 200 6V RP + vo2 IE3 ro3 VS1s1o1s2s1o2o1idoVD=Av2v2vvvvvvA 解：解： 2162RP/1rRR21Rs.)()/(beLc1 例题例题1 T1 vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 100 RP/2 + vo2 100 RP/2 差模交流通路差模交流通路 T1 vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 100 RP/2 + vo2 2ro3 100 RP/2 2ro3 共模交流通路共模交流通路41 T1 vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 100 RP/2 + vo2 100 RP/2 差模交流通路差模交流通路例题例题1解：解： (2) 单端单端vo2输出的输出的AVD2、KCMR2 ； T1 vs1 RC1 20k + vs2 T2 RC2 20k Rs 50 Rs 50 + vo 100 RP/2 + vo2 2ro3 100 RP/2 2ro3 共模交流通路共模交流通路VS2s2o2s2s1o2idoVD221=Av2vvvvvvA 5132RP1rRRR21s./)()/(beLc2 VS2s2o2icoVC2=AvvvvA )/)()/(beLc3osr22RP1rRRR 33o1061r2RR ./Lc).(VCVDCMRdB6788500AAK 29.5k/)(be2RP1r2Rid )/)(21o3ber22RP1rRic M12842 T3 RL 20k +15V Rc 20k vo IC5 T4 + vs1 + vs2 Rp100 IC1, 3 + T1 T2 Rc 20k Rs 100k Rs 100k Re3 5.4k R2 4k 15V R1 6k IREF T5 例题例题2 =50、VBE=0.6V、rce5=200k 。求：求： (1) 差模输入电阻差模输入电阻Rid、输出电阻输出电阻Ro、差模电、差模电压增益；压增益； (2) 共模输入电阻共模输入电阻Ric和和共模抑制比共模抑制比KCMR。 435. 几种接法性能对比几种接法性能对比VDAVCACMRKbeLc)21/(rRR beLc2)/(rRR beLc)21/(rRR beLc2)/(rRR 0oLc2/rRR 0oLc2/rRR beorr beorr 输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出44idRicRoR5. 几种方式指标比较几种方式指标比较输出方式输出方式双出双出单出单出双出双出单出单出be2rbe2r2)1(21oberr 2)1(21oberr c2RcRc2RcR456.2.2 FET差分式放大电路差分式放大电路与共源电路相同与共源电路相同ido2VD2vvA 1. 电路组成电路组成2. 差模增益差模增益dm21Rg 3. 差模输入电阻差模输入电阻g1idRR M 1end466.2.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性)(idC1vfi )(idC2vfi 图中纵坐标为图中纵坐标为0C1/ Iiend476.3 集成电路运算放大器集成电路运算放大器6.3.1 简单的集成电路