西安交通大学-进全-模拟电子技术基础-第4章.ppt

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1、上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础4.1集成运放概述集成运放概述集成电路集成电路 把整个电路中的元器件制作在一块硅把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成具有某种特定功能的电子电路。基片上，构成具有某种特定功能的电子电路。体积小，重量轻，成本低，可靠性高，组装和调试体积小，重量轻，成本低，可靠性高，组装和调试的难度小。的难度小。4 集成运算放大器集成运算放大器 1.集成电路的主要特点集成电路的主要特点上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础 2.集成电路的分类集成电路的分类(1)按功能分按功能分a.模拟集成电路模拟集成电路b.数字集成电路数字集成电路主

2、要用于放大和变换连续变化的电压和电流信号。主要用于放大和变换连续变化的电压和电流信号。主要用于处理离散的、断续的电压和电流信号。主要用于处理离散的、断续的电压和电流信号。数字集成电路种类多，形式较为简单，通用性强。数字集成电路种类多，形式较为简单，通用性强。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)按集成度分按集成度分 a.小规模集成电路（小规模集成电路（SSI small scale integration circuit)。b.中规模集成电路（中规模集成电路（MSI middle scale integration circuit)集成度：一块芯片上包含的元器件在集成度

3、：一块芯片上包含的元器件在100个以下。个以下。集成度：一块芯片上包含的元器件在集成度：一块芯片上包含的元器件在1001,000之间。之间。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础 c.大规模集成电路（大规模集成电路（LSI large scale integration circuit)集成度：一块芯片上包含的元器件在集成度：一块芯片上包含的元器件在1,000100,000 之间。之间。d.超大规模集成电路（超大规模集成电路（VLSI very large scale Integration circuit)集成度：一块芯片上包含的元器件在集成度：一块芯片上包含的元器件在10

4、0,000以上。以上。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础e.目前的集成电路目前的集成电路(a)已经可以在一片硅片上集成几千万只，甚至已经可以在一片硅片上集成几千万只，甚至 上亿只晶体管。上亿只晶体管。(b)集成电路的性能（高速度和低功耗等）也迅速集成电路的性能（高速度和低功耗等）也迅速 提高。提高。(c)集成度大约每集成度大约每3年年增加一倍。增加一倍。(d)出现了系统级芯片出现了系统级芯片（SOCsystem on chip）。）。(e)集成电路逐步向集成系统集成电路逐步向集成系统（integrated system）的方向发展。的方向发展。上页上页下页下页返回返回模拟

5、电子技术基础模拟电子技术基础(3)按制造工艺分按制造工艺分a.半导体集成电路半导体集成电路b.薄膜集成电路薄膜集成电路集成电路的元器件和电路由不到集成电路的元器件和电路由不到1m mm厚的金属厚的金属半导体或金属氧化物重叠而成。半导体或金属氧化物重叠而成。c.厚膜集成电路厚膜集成电路厚膜集成电路与薄膜集成电路基本相同，膜的厚膜集成电路与薄膜集成电路基本相同，膜的厚度约几微米到几十微米。厚度约几微米到几十微米。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.模拟集成电路的分类模拟集成电路的分类(1)线性集成电路线性集成电路输出信号与输入信号呈线性关系。输出信号与输入信号呈线性关系。(

6、2)非线性集成电路非线性集成电路线性集成电路有：集成振荡器、混频器、检波器、线性集成电路有：集成振荡器、混频器、检波器、集成开关稳压电源等。集成开关稳压电源等。线性集成电路有：集成运算放大器、集成音频功线性集成电路有：集成运算放大器、集成音频功率放大器、集成高频、中频放大器等。率放大器、集成高频、中频放大器等。输出信号与输入信号呈非线性关系。输出信号与输入信号呈非线性关系。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础4.集成运算放大器概述集成运算放大器概述(1)集成运算放大器简称集成运放集成运算放大器简称集成运放b.信号处理。信号处理。(2)集成运算放大器的主要应用集成运算放大器的

7、主要应用a.完成比例、求和、积分、微分、对数、反对数、完成比例、求和、积分、微分、对数、反对数、乘法等数字运算。乘法等数字运算。c.波形产生。波形产生。d.信号测量。信号测量。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)集成运放发展的三个阶段集成运放发展的三个阶段a.通用型集成运放的广泛使用。通用型集成运放的广泛使用。b.专用集成运放的出现。如高速型、高输入电阻型、专用集成运放的出现。如高速型、高输入电阻型、高压型、大功率型，低漂移型和低功耗型等。高压型、大功率型，低漂移型和低功耗型等。c.开发更高性能指标的产品，进一步提高集成度。开发更高性能指标的产品，进一步提高集成度。上

8、页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(5)是线性集成电路中发展最早、应用最广、最为是线性集成电路中发展最早、应用最广、最为 庞大的一族成员。庞大的一族成员。(3)输出电阻小，几百欧以下。输出电阻小，几百欧以下。(4)通用型和灵活性强、成本低、用途广、互换性好。通用型和灵活性强、成本低、用途广、互换性好。5.集成运放的主要特点集成运放的主要特点(1)电压放大倍数高，电压放大倍数高，103105倍。倍。(2)输入电阻大，几十千欧到几兆欧。输入电阻大，几十千欧到几兆欧。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)相邻元器件的特性一致性好。相邻元器件的特性一致性好。

9、(2)用有源器件代替无源器件。用有源器件代替无源器件。(3)二极管大多由三极管构成。二极管大多由三极管构成。(4)只能制作小容量的电容，难以制造电感和较只能制作小容量的电容，难以制造电感和较 大容量的电容大容量的电容(C 2000pF)。(5)电路采用直接耦合的方式。电路采用直接耦合的方式。4.1.1 集成电路中元器件的特点集成电路中元器件的特点上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础4.1.2 集成运放的典型结构集成运放的典型结构1.典型结构典型结构输入级输入级输出级输出级中间级中间级偏置电路偏置电路输入输入输出输出上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1

10、)偏置电路偏置电路2.各各部分的作用部分的作用具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的输入电具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的输入电阻和抑制干扰及零漂的能力。阻和抑制干扰及零漂的能力。为各级电路提供稳定合适的偏置电流，并使整个运放为各级电路提供稳定合适的偏置电流，并使整个运放的静态工作点稳定且功耗较小。的静态工作点稳定且功耗较小。(2)输入级输入级输入级输入级输出级输出级中间级中间级偏置电路偏置电路上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电阻和较大的动态范围。阻和较大的动态范围。主要进行

11、电压放大，具有很高的电压增益。主要进行电压放大，具有很高的电压增益。(3)中间级中间级(4)输出级输出级输入级输入级输出级输出级中间级中间级偏置电路偏置电路上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.集成运算放大器的电路符号集成运算放大器的电路符号同相输入端同相输入端反相输入端反相输入端输出端输出端+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础4.2.1 典型差分放大电路典型差分放大电路4.2集成运放中的基本单元电路集成运放中的基本单元电路1.电路组成电路组成+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)电路特点电路特点a.电路两边

12、对称。电路两边对称。b.两管共用发射极电阻两管共用发射极电阻RE。c.具有两个信号输入端。具有两个信号输入端。d.信号既可以双端，也可以单端输出。信号既可以双端，也可以单端输出。+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础两个输入端信号电压的差值是有用的，称之为差模两个输入端信号电压的差值是有用的，称之为差模输入信号，因而该电路称为差分放大电路。输入信号，因而该电路称为差分放大电路。(2)信号的输入信号的输入+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)抑制零漂的原理抑制零漂的原理（T1和和T2 特性相同）特性相同）(a)当温度当

13、温度T一定时一定时(uI1=uI2=0)a.电路双端输出电路双端输出+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)当温度增加当温度增加 时时在双端输出的情况下，漂移为零。在双端输出的情况下，漂移为零。+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础 b.单端输出时单端输出时因射极电阻因射极电阻RE的负反馈作用的负反馈作用可以抑制零点漂移可以抑制零点漂移+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2静态分析静态分析直流通路直流通路+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础因为

14、电路对称，所以因为电路对称，所以+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础列输入回路方程列输入回路方程由此可得由此可得因因+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.动态分析动态分析(1)小信号差模特性小信号差模特性差模信号差模信号记为记为当当 时的输入信号时的输入信号 +-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础差模输入时放大电路中的电流差模输入时放大电路中的电流 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于由于电阻电阻RE上无交流电流，上无交流电流，T1

15、、T2发射极虚地。发射极虚地。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础交流通路交流通路 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于由于故故上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数a.双端输出双端输出上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.单端输出单端输出(a)输出输出uO1上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)输出输出uO2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础c.RL时时(a)双端输出双端输出负载电阻负载电阻RL的中点虚地的中点虚地由于由于上页上

16、页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础等效电路等效电路上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础Aud与单级共射极电路电压放大与单级共射极电路电压放大倍数相同。可见，差分放大电倍数相同。可见，差分放大电路是用路是用“数量换质量数量换质量”。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)单端输出单端输出从从T1的集电极输出的集电极输出输出与输入反相输出与输入反相上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础从从T2的集电极输出的集电极输出输出与输入同相输出与输入同相上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2)差模输入电阻差模输入

17、电阻上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础a.单端输出时单端输出时求求Ro的等效电路的等效电路3)输出电阻输出电阻Ro上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.双端输出时双端输出时求求Ro的等效电路的等效电路上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)小信号共模特性小信号共模特性共模信号共模信号记为记为当当uIc1=uIc2时的输入信号时的输入信号上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础1)共模电压放大倍数共模电压放大倍数a.双端输出共模电压双端输出共模电压共模电压放大倍数共模电压放大倍数由由知知故故上页上页下页下页返回返回

18、模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.单端输出单端输出 交流通路交流通路，上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础电压放大倍数电压放大倍数一般情况一般情况上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础一般情况中一般情况中故故上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础差分放大电路对共模信号有抑制作用，差分放大电路对共模信号有抑制作用，RE越大，抑越大，抑制共模信号的能力越强。制共模信号的能力越强。综上所述综上所述单端输出时单端输出时双端输出时双端输出时上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础2)共模抑制比共模抑制比共模抑制比的定义共模抑制比的

19、定义或者或者a.双端输出双端输出上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.单端输出单端输出因因上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3)共模输入电阻共模输入电阻 交流通路交流通路，上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础因为因为故故4)输出电阻输出电阻双端输出时双端输出时单端输出时单端输出时上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)任意输入信号的分解任意输入信号的分解既不是差模信号又不是共模信号的输入信号既不是差模信号又不是共模信号的输入信号任意信号任意信号+12差差 分分放放 大大电电 路路uI2_uI1_上页上页下页下

20、页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础令令那么那么任意信号可以分解成差模和共任意信号可以分解成差模和共模信号两种性质的输入信号模信号两种性质的输入信号+12差差 分分放放 大大电电 路路uI2_uI1_上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础差差分分放放大大电电路路12+uId_+uIc_+_+_2uId2uId任意输入信号分解示意图任意输入信号分解示意图+12差差 分分放放 大大电电 路路uI2_uI1_上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础uI10 ，uI2=0特别的，对于特别的，对于单端输入单端输入即即或或uI1=0 ，uI2 0单端输入是一种特殊的

21、双端输入形式单端输入是一种特殊的双端输入形式+12差差 分分放放 大大电电 路路uI_单端输入电路单端输入电路上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础)(2C1CuIdfii=、(4)大信号传输特性大信号传输特性1-1线性区线性区截止、截止、饱和区饱和区截止、截止、饱和区饱和区传输特性传输特性0246-2-4-6.0.10.9iC1、iC2UTuId/0.70.50.3上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1c2(a)静态工作点静态工作点IC、UC之值之值；(b)uO及及KCMR之值之值；(c)若将若将RL接

22、在接在C1对地之间，求对地之间，求UC、uO 及及KCMR；(d)Rid、Ric和和Ro之值。之值。例例 电电路路如如图图所所示示。设设T1、T2的的特特性性一一致致，=50，UBE=0.7 V，uIc=1 V，uId=50 mV，。试试求：求：上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础 解解 为了计算简单，为了计算简单，设调零电位器设调零电位器RW的滑的滑动端在电位器的中间。动端在电位器的中间。(a)画出放大电路的画出放大电路的直流通路直流通路+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础直流通路直流通路(12

23、V)(+12V)ICUCc1c2IEIBIB+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由图可得由图可得由上两式得由上两式得因因(12V)(+12V)ICUCc1c2IEIB上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础则有则有(12V)(+12V)ICUCc1c2IEIB上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)根据题意根据题意+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1

24、c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(c)当当RL在在C1对对地地之之间间时时经整理可得经整理可得(12V)(+12V)ICUCc1c2IEIBIRL上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础+-+-+-+-+-(12V)(+12V)c1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础+-+-+-+-+-(12V)(+12V)c1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(d)差模输入电阻差模输入电阻共模输入电阻共模输入电阻+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电

25、子技术基础输出电阻输出电阻Ro双端输出时双端输出时 单端输出时单端输出时+-+-+-+-+-(12V)(+12V)ICUCc1c2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础双端输出双端输出单端输出单端输出对于图示电路对于图示电路4.2.2 带恒流源的差分放大电路带恒流源的差分放大电路RE越大越大，KCMR越大，电路抑制共模信号的能力越强。越大，电路抑制共模信号的能力越强。+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础a.当当VEE一定，一定，IE减小，减小，rbe增增大，大，Aud减小。减小。c.在集成电路中不易制作较大阻值的电阻。在集成电路中不易制作

26、较大阻值的电阻。RE太太大对电路的影响大对电路的影响b.为了维持为了维持IE不变，必须提高电源电压不变，必须提高电源电压VEE。+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础恒流源的主要特点恒流源的主要特点b.直流电阻较小直流电阻较小a.具有很大的交流等效电阻具有很大的交流等效电阻恒流源恒流源通常采用恒流源来代替通常采用恒流源来代替RE+-+-+-+-+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础当iB恒定恒定，则则iC恒定恒定，晶体管相当于一个电流源。，晶体管相当于一个电流源。当晶体管工作在放大区时，当晶体管工作在放大区时，iC基本上与基本上与uCE无

27、关无关，只取只取决于决于iB。晶体管恒流源晶体管恒流源晶体管恒流源工作原理晶体管恒流源工作原理RCE1rce1 uCE iC=+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础带恒流源的差分放大电路带恒流源的差分放大电路恒流源恒流源+-+-+-De+-上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础选择选择R1和和R2使使IBQ3恒定，恒定，则则IC3恒定。恒定。+-+-+-De+-IC3上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础1电流镜电路电流镜电路T1和和T2特性相同特性相同(1)电路组成电路组成(2)电路特点电路特点(3)电路分析电路分析设设由于由于 UBE

28、1=UBE2=UBE4.2.3 电流源电路电流源电路+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础当当2 时时所以所以 IB1=IB2=IB故故+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础T1和和T2特性相同特性相同(1)电路组成电路组成(2)电路特点电路特点(3)电路分析电路分析由图可知由图可知2比例电流源电路比例电流源电路+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于由于故有故有+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3微电流源电路微电流源电路T1和和T2特性相同特性相同(1)电路组成电路组成(2)电路特点电路特点(3)电路分析电

29、路分析由图可知由图可知+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由由得得故有故有+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例1 已知已知IR=0.73 mA，IC2=20 m mA，求，求RE=?解解 由由得得+上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例2 在例在例1中，如果不用微电流中，如果不用微电流源，而采用电流镜，那么在源，而采用电流镜，那么在VCC=15 V时，欲获时，欲获IC2=20 m mA,求求R=?解解 已知已知IC2=20 m mA,则则R VCC/IR=750 kW WIR=20 m mA+上页上页下页下页返回返回模拟电子

30、技术基础模拟电子技术基础+-+-4电流源作有源负载的差分放大电路电流源作有源负载的差分放大电路(1)电路组成电路组成上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础代替代替RE，为，为T1、T2 提供合适、稳提供合适、稳定的静态工作点定的静态工作点代替代替RC，称，称有源负载有源负载电流镜电流镜比例电流源比例电流源+-+-上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础因为因为T5、T6 组成组成电流电流镜，所以镜，所以a.a.当当ui1=ui2时时(2)电路分析电路分析忽略忽略T5、T6的的基极电基极电流。则有流。则有 iC5 iC1+-+-上页上页下页下页返回返回模拟电子技

31、术基础模拟电子技术基础 iO=iC6+iC2=iC5 iC1无共模信号输出无共模信号输出输出电流输出电流 0+-+-上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.当当uI1=uI2时时输出电流输出电流 iO=iC6+iC2=iC1+iC2=2 iC1负载上得到了双端输出的电流负载上得到了双端输出的电流+-+-上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础用电流镜取代差分放用电流镜取代差分放大电路的集电极电阻大电路的集电极电阻,以单端输出的电路形式，实现了双端输出的功能以单端输出的电路形式，实现了双端输出的功能。结论结论+-+-上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟

32、电子技术基础利用多个晶体管组成复合管，可以得到较大的电流放利用多个晶体管组成复合管，可以得到较大的电流放大系数大系数 值。值。4.2.4 复合管电路复合管电路四种常见的复合管结构四种常见的复合管结构a.NPN管管+NPN管管b.PNP管管+PNP管管c.NPN管管+PNP管管d PNP管管+NPN管管上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础常见的复合管结构常见的复合管结构a.NPN管管+NPN管管T1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础等效管等效管T两个两个NPN型管可以复合成一个型管可以复合成一个NPN型管型管(a)等效管等效管T1T2上页上页下页下页

33、返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由图可知由图可知(b)复合管的电流放大系数复合管的电流放大系数 等效管等效管TT1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础而而由于由于等效管等效管TT1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础故故等效管等效管TT1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础复合管的电流放大系数复合管的电流放大系数等效管等效管TT1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础微变等效电路微变等效电路T1T2(c)复合管的输入电阻复合管的输入电阻rbeT1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟

34、电子技术基础因为因为故故 复合管的输入电阻复合管的输入电阻T1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.PNP管管+PNP管管T1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础等效管等效管(a)等效管等效管两个两个PNP型管可以复合成一个型管可以复合成一个PNP型管型管T1T2T上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)复合管的复合管的 及及rbe等效管等效管T1T2T上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础T1T2c c.NPN管管+PNP管管上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础等效管等效管T(a)等

35、效管等效管一个一个NPN和一个和一个PNP型管可以复合成一个型管可以复合成一个NPN型管型管T1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)复合管的复合管的 及及rbe等效管等效管TT1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础d.PNP管管+NPN管管T1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础等效管等效管T(a)等效管等效管一个一个PNP和一个和一个NPN型管可以复合成一个型管可以复合成一个PNP型管型管T1T2上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)复合管的复合管的 及及rbe等效管等效管T1T2T上页上页

36、下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础RLT1uI+VCC_T2VEEuO+_4.2.5 互补推挽放大电路互补推挽放大电路1.电路组成电路组成2.电路主要特点电路主要特点(2)输出电阻小输出电阻小(3)动态范围大动态范围大(4)带载能力强带载能力强(1)T1、T2参数相同参数相同上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.工作原理工作原理(1)uI=0时时T1、T2截止截止uO=0(2)uI0时时T1导通导通、T2截止截止uO uIRLT1uI+VCC_T2VEEuO+_上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)uI100mV时时跨导跨导上页上页下

37、页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)跨导线性回路原理跨导线性回路原理 四个晶体三极管发射结构成四个晶体三极管发射结构成的闭合回路，称为跨导线性回路，的闭合回路，称为跨导线性回路，也称为跨导线性环。也称为跨导线性环。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础任意偶数任意偶数n个发射结个发射结 ISj与发射区面积与发射区面积Aj成正比成正比 上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(4)甲乙类推挽电流模电路甲乙类推挽电流模电路T1+VCCT2_VEET3T4跨导线性回路跨导线性回路如各晶体管发射区面积相等如各晶体管发射区面积相等则有则有若若iI=0，则

38、则B2C1CIii=上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础iC2=iC1+iI若若iI 0，则则由以上各式得由以上各式得电路工作在甲类状态。电路工作在甲类状态。IIBi(b)当当时时或或电路工作在乙类状态。电路工作在乙类状态。T1+VCCT2_VEET3T4上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础+YT1T2同相同相输入端输入端T3T4反相反相输入端输入端XZT9T10T5T6T11T12uO+VCC_VEE2电流模运算放大器电流模运算放大器(1)电流模运算放大器工作原理电流模运算放大器工作原理上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)电流

39、模运算放大器的基本特性电流模运算放大器的基本特性+1RiIiRZCZ+1Iiuo+XYZ上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础思思 考考 题题通用型集成运放一般由几部分电路组成？每部分常采通用型集成运放一般由几部分电路组成？每部分常采用哪种基本电路？通常对每一部分的性能的要求分别用哪种基本电路？通常对每一部分的性能的要求分别是什么？是什么？上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础练练 习习 题题 例例 电路如图所示。已知电路如图所示。已知gm=5 mS，5=6=100，RC5=5.1 kW W，rbe5=rbe6=1 kW W，RL=1 kW W ，RE5=5

40、10 W W。ui=0时时uo=0。上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)若若RL上电压的极性为上正下负，则输入电压上电压的极性为上正下负，则输入电压ui的极性如何？的极性如何？(3)写出差模电压放大倍数写出差模电压放大倍数Aud的表达式，并求其值。的表达式，并求其值。(1)试说明试说明T1和和T2、T3和和T4、T5以及以及T6分别组成什么电路？分别组成什么电路？上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础T1、T2管组成电流镜，作管组成电流镜，作T3和和T4管的漏极有源电阻。管的漏极有源电阻。T3、T4管组成差分放大电路，并且恒流源管组成差分放大电路，并

41、且恒流源IS1作源极有源电阻。作源极有源电阻。T5管组成共射极放大电路，并起电平转化作用，使管组成共射极放大电路，并起电平转化作用，使ui=0时时uo=0。T6管组成射极输出器，降低电路的输出电阻，提高带载能力。管组成射极输出器，降低电路的输出电阻，提高带载能力。解解 (1)上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)若若RL上电压的极性为上正下负，则上电压的极性为上正下负，则 T6管基极电压极性为正管基极电压极性为正 ，T5管基极电压极性为负管基极电压极性为负 ，T4管的栅极应为正管的栅极应为正 ，而，而T3管的栅极应为负管的栅极应为负 。上页上页下页下页返回返回模拟电子技

42、术基础模拟电子技术基础(3)整个放大电路可分三级整个放大电路可分三级输出级（射极输出器）输出级（射极输出器）输入级（差分放大电路）输入级（差分放大电路）中间级（共射放大电路）中间级（共射放大电路）输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础对于输入级，由于恒流源作漏极负载电阻，使单端输出与双端输对于输入级，由于恒流源作漏极负载电阻，使单端输出与双端输出具有相同的放大倍数。所以出具有相同的放大倍数。所以输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础式中式中ro2 为为T2管的等效电阻管的等效电阻,为为T

43、5管的输入电阻。管的输入电阻。输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于恒流源的由于恒流源的ro2Ri5。所以所以输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础对于中间级，由对于中间级，由T5管组成的共射放大电路的电压放大倍数管组成的共射放大电路的电压放大倍数式中，式中，Ri6为由于为由于T6管组成的射极输出器的输入电阻。管组成的射极输出器的输入电阻。输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于由于Ri6RC5，所以所以 输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础对于输出级，由对于输出级，由T6管组成的射极输出器的电压放大倍数管组成的射极输出器的电压放大倍数 输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础总的差模电压放大倍数总的差模电压放大倍数输入级输入级中间级中间级输出级输出级上页上页下页下页返回返回模拟电子技术基础模拟电子技术基础输入级输入级中间级中间级输出级输出级