集成运算放大器讲解ppt课件.ppt
我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1第三章第三章 集成运算放大器集成运算放大器o3.1 3.1 概述概述o3.2 3.2 差动放大电路差动放大电路o3.33.3电流源电路与输出级电路电流源电路与输出级电路o3.4 MOS3.4 MOS集成运算放大器中的主要单元电路集成运算放大器中的主要单元电路o3.5 3.5 常用集成运算放大器常用集成运算放大器我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物23.1 3.1 概述概述 集成电路是集成电路是2020世纪世纪6060年代初发展起来的一种新年代初发展起来的一种新型器件，它把整个电路中的各个元器件以及元器件型器件，它把整个电路中的各个元器件以及元器件之间连接，采用半导体集成工艺同时制作在一块半之间连接，采用半导体集成工艺同时制作在一块半导体芯片上，封装并引出管脚，做成具有特定功能导体芯片上，封装并引出管脚，做成具有特定功能的集成电子线路。的集成电子线路。 优点优点：可靠性高、性能优良、重量轻、造价低、：可靠性高、性能优良、重量轻、造价低、使用方便等。使用方便等。什么是集成电路什么是集成电路? ?我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3集成电路的分类集成电路的分类模拟集成电路模拟集成电路 分类分类 在众多的模拟集成电路中，在众多的模拟集成电路中，集成运算放大器集成运算放大器应用极为广泛应用极为广泛. . 集成运算放大器集成运算放大器实质上是一个多级直接耦合高电压放大倍数的实质上是一个多级直接耦合高电压放大倍数的放大器，具有放大器，具有输入电阻大输入电阻大、输出电阻小输出电阻小的特点。的特点。数字集成电路数字集成电路对连续变化的模拟对连续变化的模拟信号进行处理的集信号进行处理的集成电路。成电路。集成运算放大器集成运算放大器集成功率放大器集成功率放大器集成稳压器集成稳压器模拟乘法器模拟乘法器对不连续的对不连续的0 0 - -低电低电平平, ,1 1- -高电平高电平, ,跃进跃进的信号进行处理的的信号进行处理的集成电路。集成电路。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物43.1 3.1 概述概述o3.1.1 3.1.1 集成运算放大器电路设计上的特点集成运算放大器电路设计上的特点o3.1.2 3.1.2 集成运算放大器的基本结构集成运算放大器的基本结构我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物53.1.13.1.1集成运放的特点集成运放的特点1 1、电路与元件参数具有对称性、电路与元件参数具有对称性2 2、采用有源电阻代替无源电阻、采用有源电阻代替无源电阻3 3、采用直接耦合的形式、采用直接耦合的形式4 4、利用二极管进行温度补偿、利用二极管进行温度补偿5 5、采用复合管的结构、采用复合管的结构我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物63.1.2 3.1.2 集成运放的基本结构集成运放的基本结构iu差动输入级差动输入级中间放大级中间放大级输出级输出级偏置电路偏置电路ou输入级输入级：由可以抑制零点漂移的：由可以抑制零点漂移的差动放大器差动放大器组成组成中间级中间级：采：采共射电路共射电路可获较大的可获较大的 输出级输出级：射极跟随器射极跟随器，增加带负载能力，增加带负载能力偏置电路偏置电路：供给各级电路合理的偏置电流：供给各级电路合理的偏置电流uA( (差动放大器差动放大器) )( (共射电路共射电路) )( (射极跟随器射极跟随器) )我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物73.2 3.2 差动放大电路差动放大电路差动放大电路的特点是只有两个输入的信号有差动放大电路的特点是只有两个输入的信号有差值差值 时，才能时，才能进行放大，即进行放大，即 称为差模电压放大倍数称为差模电压放大倍数)uu(Au2i1iud udA 差动差动放大电路放大电路udAi1ui2uou)uu(Au2i1iud 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物83.2 3.2 差动放大电路差动放大电路o3.2.1 3.2.1 为什么选用为什么选用“差动差动”的电路形式的电路形式o3.2.2 3.2.2 基本差动放大电路的分析基本差动放大电路的分析o3.2.3 3.2.3 差动放大电路的输入、输出形式差动放大电路的输入、输出形式o3.2.4 3.2.4 差动放大电路的改进形式差动放大电路的改进形式我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物93.2.13.2.1为什么选用为什么选用“差动差动”的电路形式的电路形式? ?1 1、集成电路级与级之间采用直接耦合，而直接耦、集成电路级与级之间采用直接耦合，而直接耦合电路必然会产生合电路必然会产生“零点漂移零点漂移”。 零点漂移零点漂移：当输入信号为：当输入信号为0 0，由于电源波动、温，由于电源波动、温度变化等原因，使工作点发生变化，使放大器输度变化等原因，使工作点发生变化，使放大器输出电压偏离起始点做上下漂动，成为零点漂移。出电压偏离起始点做上下漂动，成为零点漂移。)30(A1u)30(A2u)30(A3u0Ui v01. 0U1O v3 . 0U2O v9U3O 如图如图3-33-3中，当中，当 时，由于某种原因使时，由于某种原因使 ，设，设 ，则，则 这这种缓慢变化的信号将淹没有用的信号，这是不允许的。种缓慢变化的信号将淹没有用的信号，这是不允许的。0Ui V1 . 0Uo1 30AAAu3u2ui V9Uo3 2 2、为了有效抑制零漂，输入级必须采用、为了有效抑制零漂，输入级必须采用差动放大器差动放大器。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物103.2.2 3.2.2 差动放大电路的分析差动放大电路的分析图图3-4 3-4 基本差动放大电路构成原理基本差动放大电路构成原理 要想实现要想实现“有差能动有差能动”电路如图所示，电路最大特点是电路如图所示，电路最大特点是电电路完全对称路完全对称，其中，其中V1V1、V2V2 两管特性相同，元件参数之值相等。两管特性相同，元件参数之值相等。有两个输入端称有两个输入端称双入双入，两个输出端称，两个输出端称双出双出。当两个输入信号相。当两个输入信号相同时，由于电路对称性，两管集电极电位相同，所以同时，由于电路对称性，两管集电极电位相同，所以u u0 0=0=01iuCCU 2V2Ou1V1OuOucRcR1bR2bR2bR1bR1CU2CU2iu0uo 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物113.2.2 3.2.2 差动放大电路的分析差动放大电路的分析抑制零点漂移的原理抑制零点漂移的原理：当温度变化时，对两管的影响是一致的，当温度变化时，对两管的影响是一致的，相当给两管电路同时加入大小相等、极性相同的输入信号，因此，相当给两管电路同时加入大小相等、极性相同的输入信号，因此，当电路特性完全对称的情况下，两管的集电极电位始终相同，当电路特性完全对称的情况下，两管的集电极电位始终相同， 不会出现普通直接耦合放大器那样的漂移电压，这就是为什么差不会出现普通直接耦合放大器那样的漂移电压，这就是为什么差动放大电路能够抑制零点漂移的原因。动放大电路能够抑制零点漂移的原因。0uuu2C1Co 1iuCCU 2V2Ou1V1OuOucRcR1bR2bR2bR1bR1CU2CU2iu0uo 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物12图图3-5 3-5 典型基本差动放大电路典型基本差动放大电路1iuouCCU2iuCRCR2ou1ou1CU2CUEEUER仅靠电路的仅靠电路的对称性对称性来抑制来抑制“零漂零漂”是是有限度的，对两个有限度的，对两个单管单管本身集电极本身集电极电电位的漂移并未加限位的漂移并未加限制，所以实用电路制，所以实用电路为图为图3-5，在图，在图3-4的的基础上加基础上加RE 和和-UEEbRbR我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物131 1、静态分析、静态分析 (ui1=ui2=0 )图图3-5 3-5 典型基本差动放大电路典型基本差动放大电路 EEU 0u1i ou1V0u2i 2VCRCR2ou1ou1CU2CUERCCU 直流通路直流通路eE1BERI2UU 1CeBEEEE1IR2UUI 1CB1II eE1cC1EECCCE1RI2RIUUU C2C1UU 0UUuC2C1o ( (对地的电位对地的电位) )EEU1V2VCRCR1CU2CUERCCU 1EI21EI1CIBEU1CEU1BI2EI我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物14两个输入信号大小相等、极性相反两个输入信号大小相等、极性相反,即即ui1=- - ui2 ，称差模输入，称差模输入.如如ui1为正、为正、ui2为负为负所以，差动放大电路输入差模信号时的输出电压是两管各自输出所以，差动放大电路输入差模信号时的输出电压是两管各自输出电压变化量的电压变化量的两倍两倍2 2、差模差模信号输入信号输入EEU 1iuouCCU1V2iu2VCRCR2ou1ou1CU2CUER 2CI 2CU 1CI 1CU 2C1CoUUu v422uo V2U2C V2U1C 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物153 3、共模共模信号输入信号输入EEU 1iuouCCU1V2iu2VCRCR2ou1ou1CU2CUER0uo 两个输入信号大小相等、两个输入信号大小相等、极性相同，即极性相同，即ui1=ui2 ， 这这时时uo=uc1-uc2=0 。差动放大。差动放大电路对共模信号的抑制能电路对共模信号的抑制能力很强。力很强。 温度变化对差动温度变化对差动放大电路来说相当于一对放大电路来说相当于一对共模信号。所以差动放大共模信号。所以差动放大电路对其零点漂移的抑制电路对其零点漂移的抑制就是对共模信号抑制的一就是对共模信号抑制的一种特例。种特例。i2i1uu 0UUuC2C1o 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物164 4、任意任意信号输入信号输入 在实际应用中，加给差动放大电路输入信号的大小在实际应用中，加给差动放大电路输入信号的大小和极性往往是任意的，既不是一对差模信号，也不是和极性往往是任意的，既不是一对差模信号，也不是一对共模信号，为了分析方便通常，通常将一对任意一对共模信号，为了分析方便通常，通常将一对任意输入信号分解为差模信号输入信号分解为差模信号 和共模信号和共模信号 两部两部分分别定义差模信号和共模信号为分分别定义差模信号和共模信号为：iduicu2i1iiduuu 2uuui2i1ic icidi1u u21u icidi2u u21u 差模信号差模信号: :共模信号共模信号: :我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物174 4、任意信号输入、任意信号输入差模信号加到电路上差模信号加到电路上,两管两管 V1 和和 V2 的基极获得差模信号为的基极获得差模信号为: 共模信号加到电路上共模信号加到电路上,两管两管 V1 和和 V2 的基极获得共模信号为的基极获得共模信号为: ui1=ui2=uicidi1u21u idi2u21u 1V2VEEU ouCCU1V2VCRCR2ou1ou1CU2CUERicidi1u u21u icidi2u u21u 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物184 4、任意信号输入、任意信号输入例例: 则则 mV30ui1 mV10ui2 mV30mV20mV2021ui1 mV10mV20mV2021ui2 mV201030uid mV2021030uic 1V2VEEU ouCCU1V2VCRCR2ou1ou1CU2CUERmV20mV2021ui1 mV20mV2021ui2 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物19 当差模输入信号和共模输入信号都存在的当差模输入信号和共模输入信号都存在的情况下，根据叠加原理可以得出任意输入信号情况下，根据叠加原理可以得出任意输入信号下总的输出电压，即下总的输出电压，即 越大，电路差模放大能力越强越大，电路差模放大能力越强 越小，电路抑制共模信号的能力越强越小，电路抑制共模信号的能力越强icucidudouAuAu idoduduuA icocucuuA 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物205 5、差模特性动态分析、差模特性动态分析1V2VCRCR2odu1odu1CU2CUid1iu21u id2iu21u odue1ie2i图图3-7 差模输入差模输入时基本差动放时基本差动放大电路的交流大电路的交流通路通路图为差模输入时图图为差模输入时图3-7所示所示双入双出双入双出差动放大电路的差动放大电路的交流通路交流通路。 ui1=-ui2 Ie1、Ie2大小相等，方向相反这两个大小相等，方向相反这两个交流电流交流电流之和之和为为0,因此在因此在Re 上产生交流电压降为上产生交流电压降为0。所以把。所以把 Re 视为交流短路视为交流短路eR我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物21可见：差动放大电路双端可见：差动放大电路双端输出时的差模电压放大倍输出时的差模电压放大倍数和单边电路的电压放大数和单边电路的电压放大倍数相同，差动放大电路倍数相同，差动放大电路为了实现同样的电压放大为了实现同样的电压放大倍数，必须用二倍于单边倍数，必须用二倍于单边电路的元器件数，电路的元器件数，但是换但是换来了对零点漂移的抑制来了对零点漂移的抑制。1V2VCRCR2odu1odu1CU2CUid1iu21u id2iu21u odue1ie2i(1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数AudbeCilod1i1od1i2i1od2od1idodudrRuuu2u2uuuuuuA A.A.无负载无负载: :我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物22B.带有负载电阻带有负载电阻RL: 由于电路对称，由于电路对称，RL 中点始终为零电位中点始终为零电位beLcudr2R/RA (1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数Aud1V2VCRCR2odu1odu1CU2CUid1iu21u id2iu21u odue1ie2i 中点零电中点零电位位LR我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物231V2VCRCR2odu1odu1CU2CUodu(2)差模输入电阻差模输入电阻ridbeid2rr berber双入双出差动放大电路的交流通路双入双出差动放大电路的交流通路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物241V2VCRCR2odu1odu1CU2CUodu(3)差模输出电阻差模输出电阻rodbercodR2r 双入双出差动放大电路的交流通路双入双出差动放大电路的交流通路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物25ic1iuu ou1Vic2iuu 2VCRCR2ou1ou1CU2CUER6 6、共模特性动态分析、共模特性动态分析1ei2eiei共模信号输入共模信号输入时交流通路时交流通路(1)共模信号输入时交流通路如图共模信号输入时交流通路如图ui1=ui2=uicie1和和ie2大小相等，方向相同大小相等，方向相同 ie =2ie1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物26EEU ic1iuu ouCCU1Vic2iuu 2VCRCR2ou1ou1CU2CUER6 6、共模特性动态分析、共模特性动态分析1ei2ei温温度度 C1I ReU BE1U C2I eI BE1U B1I B2I C1I C2I(2)Re对对差模差模信号不起负信号不起负反馈作用反馈作用,Re对对共模共模信号信号起强烈的负反馈起强烈的负反馈.Re越大越大负反馈越强，抑制漂移负反馈越强，抑制漂移越好越好我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物276 6、共模特性动态分析、共模特性动态分析(3) Re 过大，当电源电压过大，当电源电压一定时，使三极管静一定时，使三极管静 态电态电流变小，影响静态工作点流变小，影响静态工作点及电压放大倍数，为此，及电压放大倍数，为此，加加-UEE 来抵消来抵消Re 上的压降上的压降获得合适的静态工作点。获得合适的静态工作点。还可以考虑用恒流源来替还可以考虑用恒流源来替代代 Re ，恒流源的动态电阻，恒流源的动态电阻更大，得到更好的负反馈更大，得到更好的负反馈效果。效果。ic1iuu ouCCU1Vic2iuu 2VCRCR2ou1ou1CU2CUEEU ER1ei2ei我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物28EEU ic1iuu 0uo 1Vic2iuu 2VCRCR1CU2CUERCCU6 6、共模特性动态分析、共模特性动态分析(4)共模电压放大倍数共模电压放大倍数Aucc2c1uu 0u0Aicuc ( (理想理想) )0Auc 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物296 6、共模特性动态分析、共模特性动态分析(5)共模抑制比共模抑制比 越大，越大， 越小，越小， 越大，差动放大电路越大，差动放大电路的性能越好。理想情况下，的性能越好。理想情况下， 为为 。 实际上是一个很大的数值，为了方便，用分贝实际上是一个很大的数值，为了方便，用分贝（dB）形式表示）形式表示 。ucudCMRRAAK （3-12）udAucACMRRKCMRRKCMRRKucudCMRRAAlg20K （3-13）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物303.2.3 3.2.3 差动放大电路的输入输出形式差动放大电路的输入输出形式1、单端输入、单端输入 单端输入可以看成双端输入的一种特例。即单端输入可以看成双端输入的一种特例。即ui1=ui, ,ui2=0可以有如图所示可以有如图所示 对输入方式来说，单入和双入并没有本质区别对输入方式来说，单入和双入并没有本质区别i1iuu CCU 2V2Ou1V1OuOucRcR1bR2bR2bR1bR1CU2CU0u2i iii1u21u21u iii2u21u21u 差模信号差模信号共模信号共模信号我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物31差动放大电路的两种单端输出形式差动放大电路的两种单端输出形式:（a） 反相输出形式反相输出形式2 2、单端输出、单端输出CCU 1ViuOucRcRbReRbR2V（b b） 同相输出形式同相输出形式CCU 1ViuOucRcRbReRbR2V2ui2ui 2ui2ui 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物322 2、单端输出、单端输出(1(1）单端输出时的）单端输出时的(2(2）单端输出时的）单端输出时的 ud1A)R/RR( rR21ALCLbeLud1 uc1Aebecuc1R)1(2rRA 2V1VOucRcR1bR2bR2bR1bR1CU2CU差模信号差模信号共模信号共模信号eRicidi1u u21u icidi2u u21u 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物332 2、单端输出、单端输出(3)单端输出单端输出KCMRR(4）单端输出时的）单端输出时的ro 仅从一管的集电极输出仅从一管的集电极输出 rod=RC)rR)1(2( rRR2Rr2RAAKebeeeCbeCuc1ud1CMRR 1iuCCU 2V1VOucRcR1bR2bR2bR1bR1CU2CU2iu我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物34 表表3-1 3-1 差动放大电路的输入输出形式差动放大电路的输入输出形式我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物35 表表3-1 3-1 差动放大电路的输入输出形式差动放大电路的输入输出形式我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物363.2.4 3.2.4 差动放大电路的改进形式差动放大电路的改进形式1iuCCU 2iuCRCR1CU2CU1V2VoupReR1bR2bR1、带电流源的差动放大电路带电流源的差动放大电路 (1)为了得到为了得到Re大，又要使大，又要使 UEE不致增加，用恒流源替代不致增加，用恒流源替代Re (2)因为当因为当 IB 一定时，工作一定时，工作于放大区的于放大区的 IC 的基本恒定。其的基本恒定。其交流电阻交流电阻较大，抑制零漂效果好，但较大，抑制零漂效果好，但V3的的UCE电压又不大（只要大于饱电压又不大（只要大于饱和压降），所以和压降），所以 UEE 的电压不的电压不致增加。致增加。Rb31 和和Rb32构成分压式构成分压式偏置电路。偏置电路。 (3)Rp为调零电位器，一般为为调零电位器，一般为几十到几百欧姆之间。几十到几百欧姆之间。EEU eIeRCEUCIEEU 31bR32bRBI3VCCEceIUr 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物37例例3-1 图图3-11（a）中双入双出的差动放大电路参数为：）中双入双出的差动放大电路参数为： 1=2=3=50，UCC=UEE=9 V，Rc=4.7 k，Rb31=10 k， Rb32=3.3 k， Rb1= Rb2=1 k， Re=2 k，Rp=220且动端且动端在中点，在中点， 三极管发射结导通压降为三极管发射结导通压降为0.7 V。 求：求： （1） 静态时的集电极电位静态时的集电极电位UC1；（2） 差模电压放大倍数；差模电压放大倍数；（3） 差模输入电阻和差模输出电阻差模输入电阻和差模输出电阻我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物382 2、共集共基复合差动放大电路、共集共基复合差动放大电路(1)共集共集共基复合差动放大电路如共基复合差动放大电路如图所示。图所示。 图中纵向图中纵向 NPN 管管 V1 和和 V2是基极输入、射极输出，组成共是基极输入、射极输出，组成共集电极电路，可以提高输入阻抗。集电极电路，可以提高输入阻抗。 横向横向 PNP 管管 V3 和和 V4 则组成射极输则组成射极输入、集电极输出的共基极电路，有入、集电极输出的共基极电路，有利于提高输入级的电压放大倍数、利于提高输入级的电压放大倍数、最大差模输入电压和最大共模输入最大差模输入电压和最大共模输入电压范围，同时可以改善频率响应。电压范围，同时可以改善频率响应。在需要在需要PNP管输入级与提高输入电管输入级与提高输入电阻时，可采用此种电路形式。阻时，可采用此种电路形式。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物392 2、共集共基复合差动放大电路、共集共基复合差动放大电路(2)用复合管构成的差分放用复合管构成的差分放大电路大电路 电路为图电路为图3-14，V1和和V3、 V2和和V4分别构成了复合管分别构成了复合管的电路形式。的电路形式。 利用复合管利用复合管可以获得很高的电流放大可以获得很高的电流放大系数。系数。图3-14 复合管差动放大电路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物40综上所述，综上所述， 我们可以得到如下结论我们可以得到如下结论A A、差动放大电路具有放大差模信号、差动放大电路具有放大差模信号、 抑制共模信号的能抑制共模信号的能力，力， 因此，因此， 在普遍采用直接耦合的集成运算放大器中，在普遍采用直接耦合的集成运算放大器中， 广泛采用差动放大电路作为输入级，以起到抑制零点漂广泛采用差动放大电路作为输入级，以起到抑制零点漂移的作用。移的作用。 B B、差动放大电路的射极电阻不影响差模信号的放大，但射、差动放大电路的射极电阻不影响差模信号的放大，但射极电阻越大，极电阻越大， 抑制共模的能力就越强，一般采用恒流抑制共模的能力就越强，一般采用恒流源电路来替代射极电阻，源电路来替代射极电阻， 以获得较好的共模抑制能力。以获得较好的共模抑制能力。C C、差动放大电路共有两种输入形式和两种输出形式，可以、差动放大电路共有两种输入形式和两种输出形式，可以组合成四种典型电路，组合成四种典型电路， 它们具有不同的特点，在实际它们具有不同的特点，在实际应用中可根据需要选择合适的电路形式。应用中可根据需要选择合适的电路形式。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物413.3 3.3 电流源电路与输出级电路电流源电路与输出级电路o3.3.1 3.3.1 基本电流源电路基本电流源电路o3.3.2 3.3.2 其他电流源形式其他电流源形式o3.3.3 3.3.3 输出级电路输出级电路我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物423.3.1 3.3.1 基本电流源电路基本电流源电路1、镜像电流源、镜像电流源 (1)基本镜像电流源如图基本镜像电流源如图3-15所示。所示。 由于由于V1和和V2是特性完全相同的对管，并且是特性完全相同的对管，并且 二者二者的的发射结发射结偏置电压相同，偏置电压相同， 因此可以认为两管的因此可以认为两管的参数完全相同，参数完全相同， IB1=IB2，IC1=IC21CI1VCCU 2CoII 1BI2BIREFI2V我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物43(参考电流参考电流) 1 1、镜像电流源、镜像电流源1CI1VCCU 2CoII 1BI2BIREFI OO2C2C1C1C2B1B1CREFI2II2II2IIIII 211IIREFO 2B1BII 2C1CII 当参考电流当参考电流I IREFREF 确定后，确定后， 该恒流该恒流源的输出电流源的输出电流 也就确定了。当也就确定了。当足够大时足够大时由上式可以看出，当由上式可以看出，当 R R 确定后，确定后，I IREFREF 就确定了，输出电流就确定了，输出电流I Io o 也随也随之确定之确定。RUUIIIBECCREF1CO BEUR我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物44(2)(2)若希望获得相反方向的输出电流，若希望获得相反方向的输出电流， 可用可用PNPPNP管构成电流源，管构成电流源， 如图如图3-163-16所示。所示。 图 3-161 1、镜像电流源、镜像电流源1VCCU 2CoII BEUR2VREFI我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物451 1、镜像电流源、镜像电流源 (3)(3)带缓冲级的镜像电流源带缓冲级的镜像电流源 对于基本镜像电流源来说，对于基本镜像电流源来说， 只有在只有在值较大时，才能值较大时，才能认为认为I IO OIIREFREF， 否则两个否则两个者差别较大。者差别较大。 为了解决这一问题，为了解决这一问题， 在在电路中加入电路中加入V V3 3。 利用利用V V3 3的的电流放大作用，电流放大作用， 减小了减小了I IB1B1 和和I IB2B2 对对I IR REFEF的分流作的分流作用，用， 从而提高了从而提高了I IO O对对I IREFREF的镜像程度。可以证明的镜像程度。可以证明 RUUUII3BE2BECCREFO 1CI1VCCU oIREFIReR3V 211IIREFO 1BI2BI3BEU2BEU我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物46 2 2、电流源作有源负载、电流源作有源负载（a a） PNPPNP电流源作电流源作NPNNPN管的有源负载管的有源负载; ; （b b） 等效电路等效电路图图3-193-19（a a）中，）中， V2V2和和V3V3以以及电阻及电阻R R构成构成PNPPNP管镜像电流管镜像电流源，作为共发射极形式连接源，作为共发射极形式连接的放大管的放大管V1V1的集电极有源负的集电极有源负载载这里电流源起了两个作用，这里电流源起了两个作用， 一是给放大一是给放大管提供静态工作电流，管提供静态工作电流， 二是以电流源的二是以电流源的交流电阻交流电阻r ro o替代集电极负载电阻替代集电极负载电阻R Rc c的作用。的作用。由于由于r ro o很大，使每级的很大，使每级的A Au u电压放大倍数达电压放大倍数达到到10103 3以上以上我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物473.3.2 3.3.2 其他电流源形式其他电流源形式1 1、微电流源、微电流源 在集成电路中，有时需要在集成电路中，有时需要AA级的小电级的小电 流，流， 如果利用镜像电流源实现，就必须提高电如果利用镜像电流源实现，就必须提高电阻阻 R R 的阻值，这在集成电路中非常困难。的阻值，这在集成电路中非常困难。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物483.3.2 3.3.2 其他电流源形式其他电流源形式1.1.微电流源微电流源 U UBE1BE1- -U UBE2BE2= =I IE2E2R Re2e2 所以所以 由于两个三极管发射结电压由于两个三极管发射结电压之差之差U UBEBE是一个较小的数值，是一个较小的数值，因此利用不大的因此利用不大的R Re2 e2 就可以获就可以获得较较小的恒流输出，得较较小的恒流输出， 故称故称为微电流源为微电流源。2eBEE2C2ORUIII 图图3-20 3-20 微电流源微电流源 U UBE1BE1U UBE2BE2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物492 2、比例电流源、比例电流源顾名思义，比例电流源就是输顾名思义，比例电流源就是输出电流与参考电流成一特定的出电流与参考电流成一特定的比例关系的电流源，如图比例关系的电流源，如图3-213-21所示。所示。UUBE1BE1+ +I IE1E1R Re1e1= =U UBE2BE2+ +I IE2E2R Re2e2 且且 U UBE1BE1U UBE2BE2， I IR REFEFI IC1C1I IE1E1可得可得也就是说，改变也就是说，改变R Re1e1 与与 R Re2e2 就可就可以获得和以获得和 I IR REFEF 成不同比例的电成不同比例的电流输出流输出 。 REF2e1e2E2COIRRIII 图图 3-213-21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物50例3-2图图3-223-22为多路电流源原理电路，说明三级管为多路电流源原理电路，说明三级管V V5 5的的作用，并写出作用，并写出I IO1O1、 I IO2O2和和I IO3O3的表达式的表达式。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物513.3.3 3.3.3 输出级电路输出级电路 集成运算放大电路的输出级应具有高输入集成运算放大电路的输出级应具有高输入电阻、电阻、 低输出电阻的特性。一般采用互补对称低输出电阻的特性。一般采用互补对称形式的射极输出器来做输出级。形式的射极输出器来做输出级。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物521 1、输出级电路、输出级电路(1)为了降低管耗，提高效率，采用图为了降低管耗，提高效率，采用图 3-2
