秋低频电子线路集成运算缩小器电路道理.pptx

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1、会计学1秋低频电子线路集成运算缩小器电路道理秋低频电子线路集成运算缩小器电路道理2023/4/172上次课上次课n n第六章 集成运算放大器电路原理n n6.3 6.3 差动放大电路差动放大电路n n6.3.1 6.3.1 零点漂移现象零点漂移现象n n6.3.2 6.3.2 差动放大器工作原理及性能分析差动放大器工作原理及性能分析n n-已分析直流特性和交流差模特性已分析直流特性和交流差模特性懦雌奠察慎燕戊擅筋坷谢根绞物吭轴剐啥春凌樱傈震壤在瑚吝构庄测狈廓2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第1页/共45页2023/4/17

2、3本次课本次课 n n6.3.2 6.3.2 差动放大器工作原理及性能分析差动放大器工作原理及性能分析(续续)n n6.3.3 6.3.3 具有电流源的差动放大电路具有电流源的差动放大电路n n6.3.46.3.4 差动放大器的传输特性差动放大器的传输特性猛腆壕毗鲁呆嘻腔袱爸旦响皿啥雁蝗隧寨孙倾猪曰抉掘麦柏袖镀索磕司剁2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第2页/共45页2023/4/1746.3.2 6.3.2 差动放大器工作原理及性能分析差动放大器工作原理及性能分析差动放大器工作原理及性能分析差动放大器工作原理及性能分析n

3、n继续分析基本差动放大电路葬氟鄙悄良瓤断淋拈晰酸赛室麻炼鞭砂距是眩卉笛达赋妈吟诺捕驳恍诸盏2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第3页/共45页2023/4/175差动放大电路（图）差动放大电路（图）n n ,图6.3.2,基本差动放大器均针晾论矫疗疵债胸喷储盗萌倡谷疥发渺蚌祸曰苦梁揪饵爹探剂凶弧沽况2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第4页/共45页2023/4/176单端输入单端输入n n当信号从单端输入时，所得情况和双端输入情况一样。有一半信号会耦合到另一

4、端去。n n思考为什么？爽芍券霞腆柬胡掏冯陕跃拽恰历嫁将恬婿滥典亩票来首汽薛娱哪抵字惋抓2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第5页/共45页2023/4/1773 3、共模特性分析、共模特性分析n n共模信号共模信号指由于电路对称性、温度变化、电源波动、指由于电路对称性、温度变化、电源波动、电磁波干扰等环境因素对放大器的影响（温漂）。电磁波干扰等环境因素对放大器的影响（温漂）。摔蒜升撼株怒略洼栋堆阻国短哎够寥榷预枫中矗蔷阎盖求欺祟爵墟陌壮蔗2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运

5、算放大器电路原理第6页/共45页2023/4/178共模等效电路（图）共模等效电路（图）图6.3.4 基本差动放大器和共模等效通路将亩摄滤高窥各促官履填完尧故缝啮初租昌误阔愧燎属慎阅椭中挎聚茫浩2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第7页/共45页2023/4/179重点说明重点说明n n对 的处理n n对 的处理n n请考虑如何进行处理？眼溅签鞋球首极踢堕鹏晃磅树钧担顺养丁癸肮福烽卑殴红瞎巍毫仁苦甜滓2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第8页/共45页2023

6、/4/1710双出时的共模电压增益双出时的共模电压增益,当电路完全对称时，Uoc1=Uoc2,所以双端输出的共模电压放大倍数为零，即Auc=0。诽团珍览魏烁欢蚁揩塘谷李暑快晾琶陛钦蜡加渴孟饥才契悔帝艰摈瞳节由2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第9页/共45页2023/4/1711单出时的共模电压增益单出时的共模电压增益通常满足(1+)2RErbe，所以上式可简化为陛俯噎吊价扬人远碴趾慌臭坍灼然首晕呻埠粒逊嫂挛搪师账开绒凭垮典孩2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路

7、原理第10页/共45页2023/4/1712共模输入电阻共模输入电阻滴涌彰殴炎仲冷剿搅虾赢缎胀窘拳滥尧寅帕蘸巨疟让尺况画哈摹寄客胺赦2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第11页/共45页2023/4/1713共模输出电阻共模输出电阻涂皋删捕媳蛛曾霓牺乖摈溉斤男莱疯脓牺星喂效悬恃勋括嚼苛宽搓检现匈2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第12页/共45页2023/4/17144、对于任意信号的分析对于任意信号的分析n n对于对于任意信号任意信号,可以可以分解为差模信

8、号和共模信号的叠分解为差模信号和共模信号的叠加加。而输出信号是两者的共同作用结果。而输出信号是两者的共同作用结果。葫省甸肢真失农翌己会精瓷喘仁淳菜锁喊兜测湘朱讫它就搞鸥询迅誉队棕2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第13页/共45页2023/4/1715任意信号时任意信号时n n 舜沮砚施纲榆稻椰论齿绰帐唱仅姬殴土戳颧颠鞋镍敬靶块旁铝目圾逆剧维2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第14页/共45页2023/4/17165、共模拟制比、共模拟制比n n共模拟制比

9、共模拟制比是衡量差动放大器对差是衡量差动放大器对差模放大和共模拟制特性的重要参数。模放大和共模拟制特性的重要参数。定义为差模放大倍数和共模放大倍定义为差模放大倍数和共模放大倍数之比的绝对值。数之比的绝对值。搓晌蠢球培荒臻泳缄养坞熏想枕呼朗近藻誉堆碴仔盏钉容尺遵娇昭死黎禽2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第15页/共45页2023/4/1717共模拟制比共模拟制比KCMR也常用dB数表示吼柄野揽瓤尹辖分甚杠湘律少厦活醇妨邯冻肥戈策奥能江绦披延口几喀半2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(1

10、3)集成运算放大器电路原理第16页/共45页2023/4/1718共模拟制比共模拟制比n n双出时双出时n n单出时单出时缸纤抱渴惕愧穗兰帛卑第投腻陶峪舶喂率屁呛凸详骑屹福范瘪寿阎站攫脐2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第17页/共45页2023/4/17196.3.3 具有电流源的差动放大电路具有电流源的差动放大电路n n基本差动放大器的缺点：n n共模拟制比不够高共模拟制比不够高n n不允许输入端有较大的共模电压变化不允许输入端有较大的共模电压变化n n故一般采用具有电流源的差动放大电路槽与秆哪萌瑶隐臭筹旁琵衅央册破鸡侥

11、益级捡函菠囊录衍裳付迁邢智骂雪2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第18页/共45页2023/4/1720具有电流源的差动放大电路具有电流源的差动放大电路 ,图6.3.5,具有恒流源的差动放大器电路(a)用单管电流源代替RE的差动电路；(b)电路的简化表示谈喝禁烃畦硫宣蔬荧抉惋吊邱取岛贼刷辰巧悍疾屎离象踊粮勉瘪绰型惧壹2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第19页/共45页2023/4/1721具有电流源的差动放大电路具有电流源的差动放大电路n n静态分析静态分

12、析以峨颐乘熏胖否渺蹭答堰俐状返褥易寄荔绳把俘烂短撕英枯娶虏当修敷靴2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第20页/共45页2023/4/1722具有电流源的差动放大电路具有电流源的差动放大电路n n双端输出双端输出n n情况同基本差动放大器情况同基本差动放大器n n单端输出单端输出其中，RB=R1R2式中裹红临法特署氦蜒碰阶慷旨苑褪堵骄德闯阁鸦丫裕沮斋窘椿殴散胞映义月2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第21页/共45页2023/4/17236.3.4 6.3.

13、4 差动放大器的传输特性差动放大器的传输特性n n差动放大器的传输特性，是指差动放大器的输出电流或输出电压与差模输入电压之间的关系。n n差动放大器的传输特性可以标明差动放大器的工作性能n n小信号线性工作范围小信号线性工作范围n n大信号应用特性大信号应用特性郝迢攒歼肠通践站价瞅攻误太犯踪阔勒牺寓蜂咨肝恼苔白臃嗓吹穷缝隶适2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第22页/共45页2023/4/1724运放电路运放电路 受舒幅兰聊译鸭井楷谷伟履猎括信胡祥洋欲莹敦泄犊考楼揽懈宋督卉趴楼2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路

14、原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第23页/共45页2023/4/1725差放传输特性的公式差放传输特性的公式分析分析由图可知,(439a)(439b),戴哀挛荷巩汞镜脯东乳柞匆忱特史篷甸捣冀妖宵赤耙碟潮氯蒜舶形撰芜巍2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第24页/共45页2023/4/1726(6.3.26a)(6.3.26b)由于,，因而将其代入式（6.3.26a)可解得(6.3.27a)差放传输特性的公式分析辗原鞋鹅进隶威蓝淋椭降缝引圭愉荧舟刀曝旁迎刺手灾盈夹帚叔铂吼忧咱2010秋低频电子线路(13)

15、集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第25页/共45页2023/4/1727同样(6.3.27b),可见，iC1和iC2与成双曲线正切函数关系。因为,uo=-ic1Rc+,ic2Rc=-(ic1-ic2),Rc(4-42)(6.3.30)故有差放传输特性的公式分析笨超也曙吵舜村导策义滥倒秩肥尖释肝懒藐蹄锰篱碧染坐蔚撇高奉渡胺徘2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第26页/共45页2023/4/1728差放的传输特性曲线差放的传输特性曲线n n ,图6.3.7 差动放大器的传输特性曲线,(a

16、)电流传输特性曲线；(b)电压传输特性曲线扰弊颤序惠帧宜恼歌孟维度厅溜笺腑辅槽迷蝇沮郸挺宦稚浴逗雇冠萤劈胖2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第27页/共45页2023/4/1729差放传输特性的分析差放传输特性的分析n n（1）直流特性n n（2）线性与非线性区n n（3）增益与静态电流的关系琉想觉厕幽窗转溯栓郁系著奄眶孰瞧仓婶合爪竞措鼎矛远浪尺系域臻牟专2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第28页/共45页2023/4/1730差放传输特性的分析差放传输特

17、性的分析n n（1 1）直流特性）直流特性n n当差放电路处于静态当差放电路处于静态 时，两个差时，两个差分管的分管的总电流恒等于总电流恒等于 I I。n n当一管电流增大，另一管电流必定减小。当一管电流增大，另一管电流必定减小。箱辞庙坎稠叛潮详春兹慨计锨捌糯票护笆吱湿训净倒淬嘲识赣梯冷颧玄婶2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第29页/共45页2023/4/1731传输特性曲线传输特性曲线毫功读癣润劝希河唤寂爬骤矫胺仑火翘彪抱喷睫瓤沼遗篓舷烁诀客碗钾扭2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路

18、(13)集成运算放大器电路原理第30页/共45页2023/4/1732差放传输特性的分析差放传输特性的分析n n（2 2）线性与非线性区）线性与非线性区n n线性区（小信号特性）线性区（小信号特性）线性区（小信号特性）线性区（小信号特性）n n当当|u uid id|2|2U UT T ，当当u uidid大约在大约在50mV50mV以内时以内时，传输特性传输特性近似为一段直线，这表明近似为一段直线，这表明ic ic1 1、i iC2C2与与u u0 0和和u uidid成成线性线性线性线性关系关系关系关系。n n非线性区（大信号特性）非线性区（大信号特性）非线性区（大信号特性）非线性区（大信

19、号特性）n n当当|u uidid|2|2U UT T 进入进入非线性区非线性区非线性区非线性区，传输特性为曲线。，传输特性为曲线。n n当当|u uidid|4|4 U UT T ，即，即u uidid超过超过100mV100mV时，将进入时，将进入限幅限幅限幅限幅区区区区，管子具有，管子具有开关特性开关特性开关特性开关特性，将分别，将分别趋与饱和与截止趋与饱和与截止。氰强资亩握搀梯央妮吓须独传勒界伶醋桶忠魁圃铜肺告渗亨携鸽确刽产印2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第31页/共45页2023/4/1733传输特性曲线传输特

20、性曲线悼苇赃瑶红泄玻帝脏郧苗赠均棋幌咱叔最抬腰椿愧禁妥弛酌蔽拍匡销椽惕2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第32页/共45页2023/4/1734传输特性曲线传输特性曲线掖抢焙责样汲仅扰更舍挠遣粉皿惑隐沁淡酒祈水弄防蔽概铜垄豪惹登悉泣2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第33页/共45页2023/4/1735差放传输特性的分析差放传输特性的分析n n如何扩展差动电路的线性区范围n n在差放管的在差放管的发射极串联负反馈电阻发射极串联负反馈电阻n n或在差放管的

21、或在差放管的基极串联基极串联R RB B电阻电阻n n扩展差动电路的线性区的代价n n差放的差放的增益将要降低增益将要降低（曲线的斜率减小了）（曲线的斜率减小了）步揉瓮办令琢拔膀渠术电耪漓柠寒稗侵彬堂嚏均梯棒江篮鸯哭芽桅狐枝呕2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第34页/共45页2023/4/1736扩展差动电路的线性区范围（图）扩展差动电路的线性区范围（图）n n 欣仙镰洞货挪濒乓履啤嫉壶啼侈存暇廊厌歹撕篡奈缔霍逆米糜渍拆替毙丛2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电

22、路原理第35页/共45页2023/4/1737n n由由图图6.3.7(a)6.3.7(a)所所示示曲曲线线可可知知，小小信信号号工工作作时时，在在工工作作点点处处，i iC C受受u uidid的的线线性性控控制制。其其控控制制作作用用的的大大小小可可以以用用跨跨导导g gmm来来衡衡量量。g gmm定定义义为为工工作作点点处处，双双端端输输出出电电流流的的变变化量化量 i iC C与输入差模电压变化量与输入差模电压变化量 u uidid之比，即：之比，即：因为iC=i-i2=2i,所以上式变为(6.3.31)增益与静态电流的关系糯鬃茧屑织国置瓜像吕陨裕荤哆然烁铡诡隆安锻号崭天沁僧喜毛畸街拳

23、肃2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第36页/共45页2023/4/1738,式中，gm1=i/uid,为Q点处单端输出时的跨导，反映在传输特性上，是图6.3.7(a)曲线在uid,=0处的斜率。在uid,=0处，对式(6.3.28a)求导，可得(6.3.32)(6.3.33),故,传输特性的分析隆胞灯彪夜妒兑常泵铲稍骆默判噬皮匈争圭食娠谎堡甄揖鸥插镑呕立乙瞪2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第37页/共45页2023/4/1739增益与静态电流的关系增益

24、与静态电流的关系车羡别雷思俞岁效链得沟序凉裙氟冠劈况肄堰槛哟杉踊陛活惧俭励逢拱挎2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第38页/共45页2023/4/1740增益与静态电流的关系增益与静态电流的关系n n分析结论：分析结论：n n差动放大器的差动放大器的跨导跨导 g gm m 与差模增益与差模增益 A Audud均与恒流源电流均与恒流源电流 I I 呈正比呈正比。n n加大加大 I I 可以使可以使 g gmm和和 A Audud 增大增大。不朵旷戈咎簿劫腐纠赣是闺恃鸣忙怜暖睹当迎裂脉塔澎蹋吏震齿泵搀篮冀2010秋低频电子线路(

25、13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第39页/共45页2023/4/1741以上特性推广应用以上特性推广应用n n自动增益控制n n如果如果使恒流源电流与某个输入电压使恒流源电流与某个输入电压呈正比呈正比，即，即n n则可实现则可实现模拟乘法器模拟乘法器磅喜琉氨俩串湛脆轴故烧羔残缄耽桶赴雨嘎抉胺琉网隋鼓凿瘪侍霜殆哦采2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第40页/共45页2023/4/1742本节课作业本节课作业n n6.4，n n6.5，n n6.6。敦团雅轧恳臃渠又踞遭液雕尿莎滞涵

26、梆住茹小缀外椿揽妙忱靳氧留育伍摈2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第41页/共45页2023/4/1743下节课预习下节课预习n n第二章 集成运算放大器的线性应用基础昏圭尊诌阴套攀蔚陆水亏夕蔼棋蓄沟鬼览鞭截沂律构尽颠潘初怕直王蕉靴2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第42页/共45页2023/4/1744本小节结束（本小节结束（1 155）n谢谢！氏芥叭鹅专葫旅焰驼钳茧绰骇倔陨狠乔湘折揍缅谩少淤舰堕舍婉军满苯釉2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第43页/共45页2023/4/1745执桂堆衙果厅锤雾着沉荫看所樱锄鹿旱咨湖挣裹橙惹恬靶心锰瞳肖抖软患2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理2010秋低频电子线路(13)集成运算放大器电路原理第44页/共45页