模擬電路3--6

1、第第3 3章章 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 3.1 3.1 多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式 3.2 3.2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析 3.3 3.3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路3. 1 多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式 在實(shí)際應(yīng)用中，為了同時(shí)滿足多方面的要求，需要將多個(gè)基在實(shí)際應(yīng)用中，為了同時(shí)滿足多方面的要求，需要將多個(gè)基本放大電路連接起來(lái)，從而構(gòu)成本放大電路連接起來(lái)，從而構(gòu)成多級(jí)多級(jí)放大放大電路電路。組成多級(jí)放大。組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接稱為電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接稱為級(jí)間耦合級(jí)

2、間耦合。常見的耦合方式有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦。常見的耦合方式有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合等方式。合等方式。 3. 1. 1 直接耦合直接耦合 直接耦合直接耦合：將前級(jí)的輸出端直：將前級(jí)的輸出端直接連接到后級(jí)的輸入端，接連接到后級(jí)的輸入端，沒(méi)有電沒(méi)有電抗性元件，抗性元件，稱為直接耦合，如圖稱為直接耦合，如圖所示。圖中所示。圖中 既作為第一級(jí)的集既作為第一級(jí)的集電極電阻，又作為第二級(jí)的基極電極電阻，又作為第二級(jí)的基極電阻。電阻。 1Tiu1bR2Tou2bR1cR2cRccV1cR 由于由于 ， 管的靜態(tài)工作點(diǎn)太靠近飽和區(qū)，容管的靜態(tài)工作點(diǎn)太靠近飽和區(qū)，容易引起飽和失真，為此，在易引起

3、飽和失真，為此，在 管的發(fā)射極加電阻管的發(fā)射極加電阻 ，以抬高，以抬高 管的基極電位管的基極電位 , 如左圖所示。如左圖所示。 VUUBEQCEQ7 . 0211T2T2eR2T一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置 增加增加 后，雖然兩級(jí)均可后，雖然兩級(jí)均可獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，第獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，第二級(jí)的電壓放大倍數(shù)卻大大二級(jí)的電壓放大倍數(shù)卻大大2eR2eR下降。為此，可將電阻下降。為此，可將電阻 換換成穩(wěn)壓管。這是因?yàn)楫?dāng)穩(wěn)壓成穩(wěn)壓管。這是因?yàn)楫?dāng)穩(wěn)壓管工作在擊穿狀態(tài)時(shí)，其端管工作在擊穿狀態(tài)時(shí)，其端電壓基本不變，且動(dòng)態(tài)電阻電壓基本不變，且動(dòng)態(tài)電阻只有幾十

4、歐。只有幾十歐。 的作用是給穩(wěn)壓管提供較大的穩(wěn)壓電流。的作用是給穩(wěn)壓管提供較大的穩(wěn)壓電流。 R1Tiu1bR2Tou2bR1cR2cRccV1Tiu1bR2Tou2bR1cR2cRccV2eR1Tiu1bR2Tou2bR1cR2cRccV2eRiu1bRou2bR1cR2cRccVZDiZDR1T2T1Tiu1bR2Tou2bR1cR2eRccV2cR位。位?？墒牵绻?jí)數(shù)增多，由可是，如果級(jí)數(shù)增多，由于集電極電位逐級(jí)升高，以至于集電極電位逐級(jí)升高，以至于接近電源電壓，勢(shì)必使后級(jí)于接近電源電壓，勢(shì)必使后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適。為此，的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適。為此，可采用可采用 型和型和 型管混合型管混

5、合使用的方法如圖，雖使用的方法如圖，雖 ，但但 。 11bcUU22bcUU為了使晶體管工作在放大區(qū)，要求集電極電位高于其基極電為了使晶體管工作在放大區(qū)，要求集電極電位高于其基極電1Tiu1bR2Tou2bR1cR2eRccV2cR 1. 能能放大放大直流直流和和緩慢變化緩慢變化的信號(hào)（交直流信號(hào)均可通過(guò)）；的信號(hào)（交直流信號(hào)均可通過(guò)）； 2. 易于易于集成化（集成電路中，制作電阻比制作電容容易）；集成化（集成電路中，制作電阻比制作電容容易）； 3. 各級(jí)電路各級(jí)電路 點(diǎn)相互影響點(diǎn)相互影響, 存在存在零點(diǎn)漂移現(xiàn)象零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，即輸入電壓，即輸入電壓變化為零時(shí)，輸出電壓的變化不為零的現(xiàn)象。由于前

6、一級(jí)的漂變化為零時(shí)，輸出電壓的變化不為零的現(xiàn)象。由于前一級(jí)的漂移電壓會(huì)送到下一級(jí)放大，結(jié)果造成輸出級(jí)工作點(diǎn)嚴(yán)重偏移。移電壓會(huì)送到下一級(jí)放大，結(jié)果造成輸出級(jí)工作點(diǎn)嚴(yán)重偏移。二、直接耦合方式的特點(diǎn)二、直接耦合方式的特點(diǎn)QNPNPNP3. 1. 2 阻容耦合阻容耦合 阻容耦合阻容耦合：將前級(jí)輸出端通過(guò)電容接到后級(jí)的輸入端，稱為：將前級(jí)輸出端通過(guò)電容接到后級(jí)的輸入端，稱為阻容耦合。如圖所示為兩級(jí)阻容耦合放大電路，第一級(jí)為共射阻容耦合。如圖所示為兩級(jí)阻容耦合放大電路，第一級(jí)為共射放大電路，第二級(jí)為共集放大電路。放大電路，第二級(jí)為共集放大電路。 1. 點(diǎn)獨(dú)立，互不影響，零點(diǎn)漂移小；點(diǎn)獨(dú)立，互不影響，零點(diǎn)漂

7、移小； 2. 不能放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)；不能放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)； 3. 不易集成化。不易集成化。阻容耦合方式的特點(diǎn)：阻容耦合方式的特點(diǎn)：Q3. 1. 3 變壓器耦合變壓器耦合 變壓器耦合變壓器耦合：將前級(jí)的輸出端通過(guò)變壓器接到后級(jí)的輸入端：將前級(jí)的輸出端通過(guò)變壓器接到后級(jí)的輸入端或負(fù)載電阻上，稱為變壓器耦合，如圖所示。或負(fù)載電阻上，稱為變壓器耦合，如圖所示。LLRnRNN2221)(LRLRn2上圖所示變壓器耦合共射放大電路的電壓放大倍數(shù)為：上圖所示變壓器耦合共射放大電路的電壓放大倍數(shù)為：beLbeLbbeLbiourRnrRIrRIUUA2 點(diǎn)相互獨(dú)立，便于分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試

8、；不能放大緩慢變化的點(diǎn)相互獨(dú)立，便于分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試；不能放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)；笨重，不易集成化；其最大的特點(diǎn)是具有阻抗信號(hào)和直流信號(hào)；笨重，不易集成化；其最大的特點(diǎn)是具有阻抗變換作用。變換作用。變壓器耦合的特點(diǎn)：變壓器耦合的特點(diǎn)：QoU 三級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：三級(jí)放大電路的電壓放大倍三級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：三級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)等于組成它的各級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)之積，即數(shù)等于組成它的各級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)之積，即3212121uuuooooioiouAAAUUUUUUUUA3. 2 多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析2oU3iU3 級(jí)放大電路的電壓放大

9、倍數(shù)：級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)： 級(jí)放大電路的電壓放大倍級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)數(shù)等于組成它的各級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)之積，即等于組成它的各級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)之積，即unuuuAAAA 21NN輸入電阻：輸入電阻：多級(jí)放大電路的輸入電阻一般為第一級(jí)的輸入電多級(jí)放大電路的輸入電阻一般為第一級(jí)的輸入電1 iiRR 阻，即阻，即輸出電阻：輸出電阻：多級(jí)放大電路的輸出電阻一般為最后一級(jí)的輸出多級(jí)放大電路的輸出電阻一般為最后一級(jí)的輸出電阻，即電阻，即onoRR 后級(jí)的輸入電阻就是前級(jí)的負(fù)載電阻。后級(jí)的輸入電阻就是前級(jí)的負(fù)載電阻。注意注意！5021例例：電路如圖，設(shè)晶體管的：電路如圖，設(shè)晶體管的

10、， ， 。VUBE7 . 02求各級(jí)放大電路的求各級(jí)放大電路的 點(diǎn)，多級(jí)放大電路的點(diǎn)，多級(jí)放大電路的 、 和和 。QoRuAiuk5ouZDiR1T2Tk15k120k3V4V20100bbr1BEUA20102. 1解：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算解：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算mAAICQ11000502011157 . 4202BQImAAICQ1100050202VUCEQ13413202V.UCEQ744701AIBQ2014. 016. 057 . 01207 . 0201krrbebe4 . 11265010021iRouZDiR1T2Tk15k4.8k3V4V20V0.8 多級(jí)放大電路的交流通

11、路與交流等效電路：多級(jí)放大電路的交流通路與交流等效電路：Rk120k5k151T2TV4ZDiouiuV20k31bI2bI1bI2bI1e1b1ciUoUk120k5k4 . 1k4 . 1)(2bk15k32c2ek120k5k151T2ToUiUk32bI)(22biII2oUk4 . 1k32c2e2iU2iR2b第二級(jí)輸入電阻第二級(jí)輸入電阻 的計(jì)算：的計(jì)算：2iRkRi4.121bI2bI1bI2bI1e1b1ciUoUk120k5k4 . 1k4 . 1)(2bk15k32c2e1bI1bI1e1b1c1 iUk120k5k4 . 1k15k4 . 1)(2iR111)4 . 15

12、()4 . 1/15(bbuIIA104 . 628. 150第一級(jí)電路電壓放大倍數(shù)第一級(jí)電路電壓放大倍數(shù) 的計(jì)算：的計(jì)算：1uA1bI2bI1bI2bI1e1b1ciUoUk120k5k4 . 1k4 . 1)(2bk15k32c2e2iR1oU2bI)(22biII2oUk4 . 1k32c2e2iU2b1074 . 13504 . 13222bbuIIA1070)10(10721uuuAAA第二級(jí)電壓放大倍數(shù)第二級(jí)電壓放大倍數(shù) 及總的電壓放大倍數(shù)及總的電壓放大倍數(shù) 的計(jì)算：的計(jì)算：2uAuA1bI2bI1bI2bI1e1b1ciUoUk120k5k4 . 1k4 . 1)(2bk15k3

13、2c2e1bI1bI1e1b1c1 iUk120k5k4 . 1k15k4 . 1)(2iRiRkRi4 . 64 . 1/1205輸入電阻輸入電阻 的計(jì)算：的計(jì)算：iR1bI2bI1bI2bI1e1b1ciUoUk120k5k4 . 1k4 . 1)(2bk15k32c2e1bI2bI1bI2bI1e1b1ciUoUk120k5k4 . 1k4 . 1)(2bk15k32c2e kRo3oR104 . 628. 150krrbebe4 . 11265010021kRi4 . 121074 . 13504 . 13222bbuIIA1070)107(1021uuuAAAkRi4 . 64 .

14、1/1205交流等效電阻交流等效電阻，第二級(jí)輸入電阻，第二級(jí)輸入電阻 。由于由于 ，故，故 ，電壓放大倍數(shù)為，電壓放大倍數(shù)為ibII4 .1211201111204 .121bbiIII，111)4 . 15()4 . 1/15(bbuIIA，輸入電阻為輸入電阻為 ，輸出電阻為，輸出電阻為 。 kRo3輸出電阻輸出電阻 的計(jì)算：的計(jì)算：oR例例：電路如圖，已知晶體管：電路如圖，已知晶體管 ， ， ，k15k5k5k3 . 2k100k5k5V1215021 krbe41krbe2 . 22VUUBEQBEQ7 . 021。試估。試估算電路的算電路的 點(diǎn)、點(diǎn)、 、 和和Q。解：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)解：

15、各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)VUBQ35155121mAIEQ13 . 27 . 031AIBQ7 . 615111AIBQ7 . 63 . 21515/157 . 031或由戴維寧定理得或由戴維寧定理得AIBQ1351511007 . 0122VUCEQ7 . 4) 3 . 25(1121，mAIEQ2013. 0)1501 (2，VUCEQ252122iRoRk15k5k5k3 . 2k100k5k5V12V3k15/5uAiUk15k5k41bIk5k100k2 . 22bIk5k51bI2bI2eIoU2e2b2c1e1b1c第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)交流等效電路為交流等效電路為k15k5k5k3 .

16、 2k100k5k5V12k2 . 2k4iUk15k5k41bIk5k100k2 . 22bIk5k51bI2bI2eIoU2e2b2c1e1b1c第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)k100k2 . 22bIk5k52bI2eI2oU2e2b2c2iU2iI2iR1 iUk15k5k41bIk5k881bI1e1b1c第一級(jí)第一級(jí)1oU)(2iRk2 . 22bIk5k52bI2eI2oU2e2c第二級(jí)第二級(jí)2iU2iIk1002b176994. 017721uuuAAA1 iUk15k5k41bIk5k881bI1e1b1c第一級(jí)第一級(jí)1oU)(2iRiR1 iIk15k5k41bIk5k100k2

17、 . 2k51bI2e2b2c1e1b1coRoUoI2bI2eI2bIkIURiii88)5/51512 . 2/(100222177415088/511111bbiouIIUUA994. 01515/52 . 21515/5222222bbbiouIIIUUA176994. 017721uuuAAAkIURiii94. 14/5/1548151100/52 . 2/50iUoooIUR，例例：電路如圖，已知：電路如圖，已知 ， ， ，10021VUUBEBE7 . 021求靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。求靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。k15k5k5k3 .

18、2k100k5k5V12V12k6 . 2k7 . 2k51k1 . 5k9 . 35Ck3 . 4解：解：VUB4 . 37120121AIBQ91017 . 27 . 04 . 31mAICQ9 . 010091VUCEQ58 . 79 . 01219 . 3) 1 . 59 . 012(7 . 0122EQIAIBQ1010112VUECQ8 . 32 . 81122krbe1 . 3130021bbbbrrkrbe9 . 22601 . 39 . 2/1 . 5100111beLurRA1489 . 23 . 41002222becurRA8880)148(6021uuuAAAkRi6

19、 . 21 . 3/20/51kRo3 . 4， 很小，可忽略不計(jì)很小，可忽略不計(jì)2BIsuk20mA1，源電壓增益源電壓增益 ?sousUUAiu作業(yè)作業(yè) 179P2 . 3)(a)(b 3. 3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 (a) 測(cè)試電路測(cè)試電路 (b) 輸出電壓的漂移輸出電壓的漂移3. 3. 1 直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象二、抑制溫漂的措施二、抑制溫漂的措施 )(a)(b)(c3. 采用特性相同的管子，使它們的溫漂互相抵消，構(gòu)成采用特性相同的管子，使它們的溫漂互相抵消，構(gòu)成差分放大差分放大 2. 采用溫度補(bǔ)償法，利用熱敏元件抵消放大管的變化，如圖

20、采用溫度補(bǔ)償法，利用熱敏元件抵消放大管的變化，如圖 、 1. 引入直流負(fù)反饋，如靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路，如圖引入直流負(fù)反饋，如靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路，如圖 所示；所示；所示；所示；電路電路。 一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因 1. 零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：輸入電壓為零，而輸出電壓不為零，且發(fā)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：輸入電壓為零，而輸出電壓不為零，且發(fā)生緩慢變化的現(xiàn)象。緩慢變化的現(xiàn)象。 2. 產(chǎn)生的原因：電源電壓波動(dòng)、元件老化、半導(dǎo)體元件參數(shù)隨產(chǎn)生的原因：電源電壓波動(dòng)、元件老化、半導(dǎo)體元件參數(shù)隨溫度發(fā)生變化等。但主要原因是溫度發(fā)生變化等。但主要原因是。iuou2b1bbRIRIBQI)(a)(b)

21、(c3. 3. 2 差分放大電路差分放大電路一、電路組成一、電路組成bRoucRccVTIuBBVeRV ：電路參數(shù)完全相同，管子電路參數(shù)完全相同，管子特性也完全相同，兩只管特性也完全相同，兩只管子的集電極靜態(tài)電位在溫子的集電極靜態(tài)電位在溫度變化時(shí)也將時(shí)時(shí)相等，度變化時(shí)也將時(shí)時(shí)相等，電路以兩只管子集電極電電路以兩只管子集電極電位差作為輸出，就克服了位差作為輸出，就克服了溫度漂移現(xiàn)象。溫度漂移現(xiàn)象。 ：圖中：圖中 是是假想的假想的受溫度控制受溫度控制的電壓源的電壓源，其電壓，其電壓CQUIuVVCQU與集電與集電極靜態(tài)電壓極靜態(tài)電壓 保持同步變化，且與之相等。當(dāng)保持同步變化，且與之相等。當(dāng) 溫度

22、變化溫度變化 時(shí)，由于時(shí)，由于 始終與始終與 保持相等，故輸出電壓中保持相等，故輸出電壓中 就只有動(dòng)態(tài)信號(hào)就只有動(dòng)態(tài)信號(hào) 作用的部作用的部分了，從而抑制了由于溫度變化而引起的漂移。分了，從而抑制了由于溫度變化而引起的漂移。1bRou1cR1T1 IuBBV1 eR2bR2cRccV2T2IuBBV2eR在在, 電壓放大能力變小。電壓放大能力變小。當(dāng)輸入電壓為兩個(gè)大小當(dāng)輸入電壓為兩個(gè)大小相等、極性相同的相等、極性相同的共模信共模信號(hào)號(hào)時(shí)，輸出電壓為零，這時(shí)，輸出電壓為零，這說(shuō)明說(shuō)明差分放大電路對(duì)共模差分放大電路對(duì)共模信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制作用信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制作用。但是由于發(fā)射極電阻的存但是由于發(fā)射

23、極電阻的存1bRou1cR1T2bRccV2TBBVeR2cR1Iu2Iu當(dāng)于短路到地當(dāng)于短路到地, 因此因此大大提高了對(duì)差模信大大提高了對(duì)差模信號(hào)的放大能力。由于號(hào)的放大能力。由于差模信號(hào)又稱為差分差模信號(hào)又稱為差分信號(hào)，故將這種電路信號(hào)，故將這種電路稱為稱為用下，用下， 中的電流變化為零，即中的電流變化為零，即 對(duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔茫瑢?duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔?，相相，從而?shí)現(xiàn)了電壓放大。在差模信號(hào)作，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。在差模信號(hào)作 ：電路如圖：電路如圖, 當(dāng)輸入電壓為兩個(gè)大小相當(dāng)輸入電壓為兩個(gè)大小相eReR1212CCCOuuuu21IIuu21CCuu1bR1cR1T2bR2TeR2cR1I

24、u2IuOu1Ei2Ei1Bi2Bi1Ci2Ci等、極性相反的等、極性相反的差模信號(hào)差模信號(hào)時(shí)，由于時(shí)，由于 ， ，又稱為又稱為1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析EEeEQBEQbBQVRIURI2eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCCEQURIVU二、長(zhǎng)尾式差分放大電路二、長(zhǎng)尾式差分放大電路 電路如圖，其參數(shù)理想對(duì)稱，電路如圖，其參數(shù)理想對(duì)稱，一般情況下一般情況下 很小很小，為信號(hào)源，為信號(hào)源bR內(nèi)阻。由于發(fā)射極拖一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴，故稱為長(zhǎng)尾式電路，是內(nèi)阻。由于發(fā)射極拖一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴，故稱為長(zhǎng)尾式電路，是典型的差分放大電路典型的差分放大電路。2. 對(duì)共模信號(hào)的抑制作用對(duì)共模信號(hào)的抑制作

25、用21BBii21CCii21CCuu當(dāng)電路輸入當(dāng)電路輸入時(shí)，因時(shí)，因 ， ， ，1bR1cR1T2bRccV2TEEVeR2cRIcuIcuOcu1Ei2Ei1Bi2Bi1Ci2CieR故故 ，差分電路差分電路對(duì)共模信號(hào)不予放大。由于電路參數(shù)的理對(duì)共模信號(hào)不予放大。由于電路參數(shù)的理想對(duì)稱性，溫度變化時(shí)管子的電流變化完全相同，故可以想對(duì)稱性，溫度變化時(shí)管子的電流變化完全相同，故可以將溫將溫度漂移等效為共模信號(hào)度漂移等效為共模信號(hào)。0ocu 此外，發(fā)射極電阻此外，發(fā)射極電阻 對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，抑制了每只?duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，抑制了每只晶體管集電極電流的變化。即晶體管集電極電流的變化。即I

26、cu11CBii1BEu1Bi1Ci1Ei22CBii2Ei1BEu1Bi1CiIcuIcuOcu1Ei2Ei1Bi2Bi1Ci2Ci 共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)：共模輸出電壓與共模輸入電壓之比稱為：共模輸出電壓與共模輸入電壓之比稱為共模放大倍數(shù)，即共模放大倍數(shù)，即在電路參數(shù)理想對(duì)稱的情況下，在電路參數(shù)理想對(duì)稱的情況下， 。 0cA 指一個(gè)輸入端指一個(gè)輸入端 的輸入電壓的輸入電壓的信號(hào)電壓為的信號(hào)電壓為 和和 ，如圖所示。由于，如圖所示。由于 點(diǎn)相當(dāng)于接點(diǎn)相當(dāng)于接3. 對(duì)差模信號(hào)的放大作用（雙端輸入，雙端輸出）對(duì)差模信號(hào)的放大作用（雙端輸入，雙端輸出） 當(dāng)差分放大電路輸入一個(gè)差模信號(hào)當(dāng)差分放大電

27、路輸入一個(gè)差模信號(hào) 時(shí)，加在兩個(gè)輸入端時(shí)，加在兩個(gè)輸入端Idu地，負(fù)載電阻的中點(diǎn)也相當(dāng)于接地，因而負(fù)載電阻地，負(fù)載電阻的中點(diǎn)也相當(dāng)于接地，因而負(fù)載電阻 被分成了被分成了LRE相等的兩部分，分別接在兩管的發(fā)射極和集電極之間，在差模相等的兩部分，分別接在兩管的發(fā)射極和集電極之間，在差模2Idu2Idu信號(hào)作用下的交流等效信號(hào)作用下的交流等效電路如圖。電路如圖。 ：差模：差模輸出電壓與差模輸入電輸出電壓與差模輸入電壓之比稱為差模放大倍壓之比稱為差模放大倍數(shù)，即數(shù)，即IdOdduuA懸浮輸入懸浮輸入 一個(gè)輸入信號(hào)一個(gè)輸入信號(hào) 加加到差分放大電路的兩到差分放大電路的兩個(gè)輸入端，成為一對(duì)個(gè)輸入端，成為一對(duì)

28、差模信號(hào)，沒(méi)有共模差模信號(hào)，沒(méi)有共模信號(hào)輸入，稱為懸浮信號(hào)輸入，稱為懸浮輸入。輸入。Iuodu1TeR1bR2bR1cR2cRccV2TLREEVIdu1Iu2Iu1TeR1bR2bR1cR2cRccV2TEEV2Idu1Iu2Iu2IduoduLROdu1bR2bR1cR2cR1Bi2Bi1Ci2Ci2LR2LR2uId2uId22Bi 2Bi1b2b)(21ee1c2c2LR1cR2cROdu1bR2bR1T2TIdu1Bi 2Bi 1Ci 2Ci 2Ei 1Ei 2LR1b2b2e1c2c1e差分電路的差模電壓放大倍數(shù)差分電路的差模電壓放大倍數(shù)：從圖可知：從圖可知 ， ，由差模電壓放大倍

29、數(shù)的定義得，由差模電壓放大倍數(shù)的定義得22Bi2Bi)2/(21LcBOdRRiu)(2)2/(211bebBLcBrRiRRiIdOdduuAbebLcrRRR)2/()(21bebBIdrRiu1b2b)(21ee1c2c輸出電阻：輸出電阻：輸入電阻：輸入電阻：)(2bebirRRcoRR2共模抑制比：為了衡量差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大共模抑制比：為了衡量差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力能力|cdCMRAAK在電路參數(shù)理想對(duì)稱的情況下，由于在電路參數(shù)理想對(duì)稱的情況下，由于 ，故，故 。0cACMRK是單管共射放大電路的是單管共射放大電路的2倍。倍。是單管共射放大電路的是單管共射放大電路的

30、2倍。倍。和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，引入共模抑制比的概念，定義為：和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，引入共模抑制比的概念，定義為：22Bi2Bi三、差分放大電路的四種接法三、差分放大電路的四種接法1.1.雙端輸入、單端輸出雙端輸入、單端輸出（1） 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)cCQCCCQRIVU2由直流通路可得由直流通路可得 ， ， eBEQEEEQRUVI21EQBQII略去基極電阻上的電壓略去基極電阻上的電壓CCLcLCCVRRRVLccRRR/，BQCQII，22BEQcCQCCCEQURIVU戴維南等效電路戴維南等效電路cCQCCCQRIVU111BEQcCQCCCEQURIVU直流通路直流通路（2）輸

31、入差模信號(hào)時(shí)的動(dòng)態(tài)參數(shù)）輸入差模信號(hào)時(shí)的動(dòng)態(tài)參數(shù))(2)/()(2)/(bebLcbebBLcBIdOddrRRRrRiRRiuuA)(2bebBIdirRiuR差模放大倍數(shù)：差模放大倍數(shù)：輸入電阻：輸入電阻：coRR 輸出電阻：輸出電阻：思考題：如果輸出信號(hào)取自思考題：如果輸出信號(hào)取自 管的集電極，則輸出有何不同？管的集電極，則輸出有何不同？2TIduBiBiCiCiOuEiEiBi1c2cOu2b1b)(21eebRBiOdu1c1e （3）輸入共模信號(hào)時(shí)的動(dòng)態(tài)參數(shù)）輸入共模信號(hào)時(shí)的動(dòng)態(tài)參數(shù)ebebLcIcOccRrRRRuuA)1 (2)/(共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù))(2)1(2

32、bebebebcdCMRrRRrRAAK共模抑制比共模抑制比 可見，發(fā)射極電阻愈大，共模放大倍數(shù)愈小，共模抑制比可見，發(fā)射極電阻愈大，共模放大倍數(shù)愈小，共模抑制比愈大，電路的性能也就愈好。愈大，電路的性能也就愈好。 思考題：若發(fā)射極電阻為無(wú)窮大，則共模放大倍數(shù)等于多思考題：若發(fā)射極電阻為無(wú)窮大，則共模放大倍數(shù)等于多少？共模抑制比等于多少？少？共模抑制比等于多少？IcuBiBiEiEiCiCiOcu1beRIcubebLcbebBLcBIdOddrRRRrRiRRiuuA)2/()(2)2/(2)( 2bebBIdirRiuRcoRR2，2. 單端輸入、雙端輸出單端輸入、雙端輸出雖有共模輸入電壓

33、雖有共模輸入電壓 , 但因共模輸出電壓為零但因共模輸出電壓為零, 共模放大倍數(shù)為零。共模放大倍數(shù)為零。2Iu1b2b1c2c)(21ee模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻分別為模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻分別為2idu2iduIdu1Bi2Bi1Ci2Ci2Ei1Ei2IuOdu 單端輸入、雙端輸出與雙端輸入、雙端輸出的分析完全相同，其差單端輸入、雙端輸出與雙端輸入、雙端輸出的分析完全相同，其差共模信號(hào)為共模信號(hào)為1Iu2Iu兩個(gè)輸入信號(hào)兩個(gè)輸入信號(hào) 和和 分別加到兩個(gè)輸入端，稱為比較輸入，此時(shí)既有差分別加到兩個(gè)輸入端，稱為比較輸入，此時(shí)既有差21IIIduuu221IIIcuuu模信號(hào)

34、，又有共模信號(hào)。其差模信號(hào)為模信號(hào)，又有共模信號(hào)。其差模信號(hào)為比較輸入比較輸入3. 單端輸入、單端輸出單端輸入、單端輸出（1） 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)BibRBi1b2b1c2c)(21ee2Iu2Iu1Bi2Bi1Ei2Ei1Ci2CiOueBEQEEEQRUVI21EQBQIIBQCQIIcCQCCCQRIVU111BEQcCQCCCEQURIVU，差模信號(hào)的交流通路差模信號(hào)的交流通路bebLcIOdrRRRuuA)/(21)(2bebirRRcoRR 差模電壓增益差模電壓增益輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻1c1e2IuBiber1b2Iu2Iu1Bi2Bi1Ei2Ei1Ci2CiOu共模

35、信號(hào)的交流通路共模信號(hào)的交流通路ebebLcIOcRrRRRuuA)1 (2)/(2)(2)1 (2bebebebcdCMRrRRrRAAK共模電壓增益共模電壓增益共模抑制比共模抑制比（2） 動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)注意：由于比較輸入時(shí)既有差模輸出電壓，又有注意：由于比較輸入時(shí)既有差模輸出電壓，又有共模輸出電壓，故單端輸出時(shí)總的輸出電壓為共模輸出電壓，故單端輸出時(shí)總的輸出電壓為odu1Iu2IuV12V12k10k10k10k10k10練習(xí)題練習(xí)題：差動(dòng)放大電路如圖所示，已知晶體管的：差動(dòng)放大電路如圖所示，已知晶體管的 ，5021靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 、 和和 ；) 1 ()2(差模電壓放大倍數(shù)差模電

36、壓放大倍數(shù) 、輸入電阻、輸入電阻 和輸出電阻和輸出電阻 。BQICQICEQUudAoRiRodu1Iu2IuV12V12k10k10k10k10k10， 。試求：。試求：21bbbbrr100VUUBEBE7 . 021Oduk10k10k10k10k10V12V12直流通路直流通路解：解： 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算) 1 (AIBQ1110512107 .012mAICQ55. 0011. 0507 . 010011. 01055. 012CEQUV3 . 7解：解： 動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算)2(odu1Iu2IuV12V12k10k10k10k10k10odu1Iu2Iuk

37、10k10k10k10交流通路交流通路Bi1c2ck10BiOdu1e2ek10k101b2b)(21eek10CQbbbebeIrrr262140462101050.kRi9 .24)46.210(2kRo20102k.4625502650100bebcIdOdudrRRuuAeR以至于以至于 太大就不合理了太大就不合理了。為為由典型的差分放大電路可見，由典型的差分放大電路可見， 越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端四、四、改進(jìn)型差分放大電路改進(jìn)型差分放大電路1. 具有恒流源的差分放大電路具有恒流源的差分放大電路 對(duì)交流信號(hào)而言，對(duì)交流信號(hào)而言，恒流源恒流源的內(nèi)阻為無(wú)窮大，相

38、當(dāng)于開的內(nèi)阻為無(wú)窮大，相當(dāng)于開路；路；恒壓源恒壓源的內(nèi)阻為零，相的內(nèi)阻為零，相當(dāng)于短路。當(dāng)于短路。eR輸出時(shí)的輸出時(shí)的 越小，越小，靜態(tài)電流不變，靜態(tài)電流不變， 越大，越大， 就越大，就越大，了在低電源條件下，得到趨了在低電源條件下，得到趨ou1Iu2IuCCVEEVeR2bR1bR1cR2cRcACMRKeREEVeR越大，差分放大電路的性能越好，但為使越大，差分放大電路的性能越好，但為使于無(wú)窮大的于無(wú)窮大的 ，源電路。源電路。需采用恒流需采用恒流1T2TEERVRRRU212233233RUUIIBEREC232CEQII 具有恒流源的差分放大電路如圖。電路參數(shù)應(yīng)滿足具有恒流源的差分放大電

39、路如圖。電路參數(shù)應(yīng)滿足 ，32BII 1EQI有有 ， ， 。則則 由于恒流源的內(nèi)阻為由于恒流源的內(nèi)阻為無(wú)窮大，這相當(dāng)于無(wú)窮大，這相當(dāng)于 管管和和 管的發(fā)射極接了一管的發(fā)射極接了一個(gè)無(wú)窮大的電阻，它對(duì)個(gè)無(wú)窮大的電阻，它對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔霉材Ｐ盘?hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔脼闊o(wú)窮大，因此電路的為無(wú)窮大，因此電路的 ， 。0cACMRK1T2T 近似為恒流源近似為恒流源 工作點(diǎn)穩(wěn)定電路工作點(diǎn)穩(wěn)定電路 2. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路 場(chǎng)效應(yīng)管差分電路 恒流源電路的簡(jiǎn)化畫法及電路調(diào)零措施使電路在使電路在 時(shí)時(shí) 。WR021IIuu0Ou 為獲得高輸入電阻的差分放大為獲得高輸入電阻的差分放大電路，可

40、用場(chǎng)效應(yīng)管取代晶體管，電路，可用場(chǎng)效應(yīng)管取代晶體管，這種電路特別適合于做直接耦合這種電路特別適合于做直接耦合多級(jí)放大電路的輸入級(jí)，和晶體多級(jí)放大電路的輸入級(jí)，和晶體管放大電路相同，場(chǎng)效應(yīng)管放大管放大電路相同，場(chǎng)效應(yīng)管放大電路也有四種接法。電路也有四種接法。若用恒流源符號(hào)取代恒流源電若用恒流源符號(hào)取代恒流源電路，則可得到圖示差分放大電路。路，則可得到圖示差分放大電路。圖中，圖中， 為阻值很小的調(diào)零電位為阻值很小的調(diào)零電位器，器， 調(diào)節(jié)電位器滑動(dòng)端的位置，調(diào)節(jié)電位器滑動(dòng)端的位置，可可 等效電阻等效電阻 為無(wú)窮大為無(wú)窮大壓壓 差模輸入電壓差模輸入電壓 輸出動(dòng)態(tài)電壓輸出動(dòng)態(tài)電壓 練習(xí)：練習(xí)：電路如圖，

41、已知電路如圖，已知 ， 。14021krrbebe421mVuI201mVuI102?Icu?Idu?Ou改進(jìn)型差分放大電路-恒流源電路若輸入直流信號(hào)若輸入直流信號(hào) ， ，則電路的共模輸入電，則電路的共模輸入電k10Ou 解：輸入信號(hào)為解：輸入信號(hào)為 比較輸入比較輸入，可將輸入信號(hào)分為，可將輸入信號(hào)分為 二個(gè)串聯(lián)的二個(gè)串聯(lián)的信號(hào)源，如圖所示。則信號(hào)源，如圖所示。則mVuIc15mVuId10 ，cIcdIdOAuAuu02IcbecIdu)rR(u)4210140(10103V75. 1試問(wèn)：試問(wèn)：k101IuOumV202Iuk10OumV152IumV5mV15mV51Iu100 krbe

42、2VUBEQ7 . 0 例：電路如圖，已知晶體管的例：電路如圖，已知晶體管的 ， ， ， 管和管和 管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為 。 （1） 的取值應(yīng)為多少？的取值應(yīng)為多少？ 管和管和 管的管壓降管的管壓降 等于多少？等于多少？ （2）計(jì)算）計(jì)算 、 和和 數(shù)值；數(shù)值； （3）將電路改成單端輸出，用直流表測(cè)得輸出電壓為）將電路改成單端輸出，用直流表測(cè)得輸出電壓為 ， 試問(wèn)輸入電壓試問(wèn)輸入電壓 約為多少？約為多少？1T2T1TeRCEQUVuO3Iuk1k10k10k1 . 5V12V6k1iRoRdAmA5 . 02T 解解：（1）求）求 和和k1k10k10k1 .5V12V

43、6k1kRe3 . 55 . 027 . 06VUCQ7)105 . 0(12VUEQ7 . 0VUCEQ7 . 7)7 . 0(7（2）求動(dòng)態(tài)參數(shù)）求動(dòng)態(tài)參數(shù) 、 和和6821)55. 2/10(100)2/(bebLcIOdrRRRuuAkrRiuRbebBIi6)21 (2)(2kRRco201022eRCEQUdAiRoR1Ei1Ei2idu2iduIdu1Ci2Ci2IuOdu1b2b)(21ee1c2ck55. 2k10k10k1k12Ei1Ei2Bi1Bi（3）求輸入電壓）求輸入電壓)/(1LcCQLcLCCCQRRIRRRVUV36.21 .15515 .01 .5101 .5

44、12VUuuCQOO64.036.23156211 .1551100)(2)/(bebBLcBdrRiRRiAmVAuudOI4 .115664. 0由于用直流表測(cè)得由于用直流表測(cè)得的輸出電壓中既含的輸出電壓中既含有靜態(tài)量，又含有有靜態(tài)量，又含有變化量（信號(hào)作用變化量（信號(hào)作用的結(jié)果），故用所的結(jié)果），故用所測(cè)電壓減去靜態(tài)電測(cè)電壓減去靜態(tài)電壓就可得到動(dòng)態(tài)電壓就可得到動(dòng)態(tài)電壓。壓。k10k1k1 .5V12k10k1V6IumA5 . 0mA5 . 01cBiBi)(21ee1bk1k1V6k10V12k1 .5/10V1 . 5101 . 512練習(xí)練習(xí)：差分放大電路如圖所示，已知晶體管的：差

45、分放大電路如圖所示，已知晶體管的 ，01021靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 、 和和 ；) 1 ()2(，輸出端不接負(fù)載時(shí)的，輸出端不接負(fù)載時(shí)的 ； BQICQICEQU， 。試求：。試求：21bbbbrr 200VUUBEBE7 . 021解：解： 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算) 1 (AIBQ8.61310127 .012mAICQ1.868601. 0010VUCEQ7.127 . 031.8612mVuI10OuouV12V12k3k3k3Iu解：解： CQbbbebeIrrr2621k6 . 11.8626100002becIOurRuuAVuAuIuO1.8750.01187.5)2(

46、輸出端不接負(fù)載時(shí)的輸出端不接負(fù)載時(shí)的 ； Ou187.51.63100ouV12V12k3k3k3Iu解：解： becIOurRuuA)2R/(LVuAuIuO0.9380.0193.8)3(輸出端接負(fù)載輸出端接負(fù)載 時(shí)的時(shí)的 。 Ou93.86 . 133/100）（LRk6)3(mVuI10 kRL6Ou，輸出端接，輸出端接 負(fù)載時(shí)的負(fù)載時(shí)的 。 作業(yè)：作業(yè)： 3.6 3.6 182P互補(bǔ)輸出級(jí)基本電路一、基本電路一、基本電路3.3.3 直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)靜態(tài)時(shí)，輸入電壓與輸出電壓均為零。設(shè)輸入電壓為靜態(tài)時(shí)，輸入電壓與輸出電壓均為零。設(shè)輸入電壓為正弦波正弦波，當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)

47、， 管導(dǎo)通，管導(dǎo)通， 管截止，管截止， 管以射隨器的形式將正半周管以射隨器的形式將正半周信號(hào)傳遞到負(fù)載。當(dāng)信號(hào)傳遞到負(fù)載。當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 管截止，管截止， 管導(dǎo)通，管導(dǎo)通， 管以管以oniUu 1T2T1T1T2ToniUu2T兩只管子交替工作兩只管子交替工作兩路電源交替供電兩路電源交替供電互補(bǔ)輸出級(jí)基本電路交越失真0射隨器的形式將負(fù)半周信號(hào)射隨器的形式將負(fù)半周信號(hào)傳遞到負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了雙向跟傳遞到負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了雙向跟隨。隨。 該電路簡(jiǎn)稱該電路簡(jiǎn)稱互補(bǔ)電路互補(bǔ)電路，又稱為無(wú)輸出電容電路，即又稱為無(wú)輸出電容電路，即 電路。電路。當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，輸出電壓產(chǎn)生失真，這種失輸出電壓產(chǎn)生失真，這種失真稱為真稱為交

48、越失真交越失真。 onionUuUOCL 信號(hào)在零附近信號(hào)在零附近兩只管子均截止兩只管子均截止onUonU 為了提高電路帶負(fù)載的能為了提高電路帶負(fù)載的能力，采用射極輸出形式；為力，采用射極輸出形式；為了使輸出電壓盡可能大，采了使輸出電壓盡可能大，采用互補(bǔ)輸出電路。用互補(bǔ)輸出電路。 在圖在圖 所示電路中，靜態(tài)時(shí)所示電路中，靜態(tài)時(shí) ，二、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)二、消除交越失真的互補(bǔ)輸出級(jí)BEBECEBBURRRRRUUU)1 ()(4343421 電路如圖電路如圖 ，靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí) ，該電壓可使該電壓可使 管、管、 管管均處于微導(dǎo)通狀態(tài)，這樣便可以消除交越失真。均處于微導(dǎo)通狀態(tài)，這樣便可以消除交越

49、失真。2121DDBBUUU1T2T電路為電路為 倍增電路倍增電路。3R4RBEUBEU)(a)(b合理選擇合理選擇 和和 ，可以得到，可以得到 任意倍數(shù)的直流電壓，故稱該任意倍數(shù)的直流電壓，故稱該設(shè)設(shè)BII 2 由于電阻由于電阻 、 很?。ㄒ缓苄。ㄒ话阒挥袔资畾W），對(duì)交流信般只有幾十歐），對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路。號(hào)相當(dāng)于短路。1R2R 由于二極管的動(dòng)態(tài)由于二極管的動(dòng)態(tài)電阻很小，對(duì)交流信電阻很小，對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路。號(hào)相當(dāng)于短路。準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)：準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)：電路如圖，從輸出端看進(jìn)去，電路如圖，從輸出端看進(jìn)去， 管和管和 管均采管均采CCVCCV1R2R3R4RLRiuou1T2T3T4T5T5

50、435)1 (31BECEBBURRUU靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：2T4TNPN用了同類型的用了同類型的 型管型管, 這種輸出管為同一類型管的電路稱為準(zhǔn)這種輸出管為同一類型管的電路稱為準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)?；パa(bǔ)輸出級(jí)。CCVCCV1I2I1T1Iu2Iu2R1R3RLR2T3T4T6T7T8T9T5TOu 例：電路如圖，兩個(gè)恒流源為各級(jí)電路提供靜態(tài)工作電流。例：電路如圖，兩個(gè)恒流源為各級(jí)電路提供靜態(tài)工作電流。 1. 說(shuō)明電路是幾級(jí)放大電路，各級(jí)分別是哪種放大電路；說(shuō)明電路是幾級(jí)放大電路，各級(jí)分別是哪種放大電路；輸入電壓與輸出電壓的極性關(guān)系輸入電壓與輸出電壓的極性關(guān)系。 2. 設(shè)所有晶體管的電流放大倍數(shù)均為設(shè)所有

51、晶體管的電流放大倍數(shù)均為 ，試求，試求 。uA 解解：1. 是三是三級(jí)放大電路，級(jí)放大電路，第一級(jí)為雙端第一級(jí)為雙端輸入，單端輸輸入，單端輸出的差分放大出的差分放大電路。第二級(jí)電路。第二級(jí)為共射放大電為共射放大電路，第三級(jí)為路，第三級(jí)為準(zhǔn)互補(bǔ)電路。準(zhǔn)互補(bǔ)電路。輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)動(dòng)態(tài)電阻無(wú)窮大動(dòng)態(tài)電阻無(wú)窮大同相輸入端同相輸入端反相輸入端反相輸入端 2. 電壓放大倍數(shù)的計(jì)算電壓放大倍數(shù)的計(jì)算432)1 (bebeirrRLbebeiRrrR2763)1 (12112)/(beiurRRA2322iiuRRA13uA2132132)/(ibeiiuRrRRRA，CCVCCV1I2I1T1Iu2Iu2

52、R1R3RLR2T3T4T6T7T8T9T5TOu輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)1ou2ou，第第4 4章章 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路 4.1 4.1 集成運(yùn)算放大電路概述集成運(yùn)算放大電路概述 4.2 4.2 集成運(yùn)放中的電流源電路集成運(yùn)放中的電流源電路 4.3 4.3 集成運(yùn)放電路簡(jiǎn)介集成運(yùn)放電路簡(jiǎn)介 4.4 4.4 集成運(yùn)放的性能指標(biāo)及低頻等效電路集成運(yùn)放的性能指標(biāo)及低頻等效電路4.1 4.1 集成運(yùn)算放大電路概述集成運(yùn)算放大電路概述集成運(yùn)算放大器外形圖集成運(yùn)算放大器外形圖扁平式雙列直插式：用專門的制作工藝，將各個(gè)元件制作在一塊厚約：用專門的制作工藝，將各個(gè)元件制作在一塊厚約 ，面積約為，面積

53、約為 的半導(dǎo)體基片上的電路稱為的半導(dǎo)體基片上的電路稱為：將一個(gè)完整的直接耦合多級(jí)放大電路制作在同一：將一個(gè)完整的直接耦合多級(jí)放大電路制作在同一塊硅片上，使之具有比例、求和等多種運(yùn)算功能的電路稱為集塊硅片上，使之具有比例、求和等多種運(yùn)算功能的電路稱為集成運(yùn)算放大電路，簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放。成運(yùn)算放大電路，簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放。mm25. 02 . 025 . 15 . 0mm集成電路。集成電路。圓殼式4. 因?yàn)楣杵喜灰酥谱鞲咦柚惦娮?，所以常用有源元件取代因?yàn)楣杵喜灰酥谱鞲咦柚惦娮瑁猿Ｓ糜性丛〈?4. 1. 1 集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1. 因?yàn)楣杵荒苤谱鞔箅娙荩约蛇\(yùn)放均采

54、用直接耦合因?yàn)楣杵荒苤谱鞔箅娙?，所以集成運(yùn)放均采用直接耦合方式；方式；2. 為了減小溫漂，采用差分放大電路和恒流源電路；為了減小溫漂，采用差分放大電路和恒流源電路；3. 因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制造工序，所以允許采用復(fù)雜的電因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制造工序，所以允許采用復(fù)雜的電路形式，以提高電路性能；路形式，以提高電路性能；5. 采用復(fù)合管。采用復(fù)合管。 電阻。電阻。 集成電路與分立元件電路在結(jié)構(gòu)上具有較大的差別，集成電路與分立元件電路在結(jié)構(gòu)上具有較大的差別，分立元分立元件電路除晶體管外其余元件多為電阻、電容和電感等；而集成件電路除晶體管外其余元件多為電阻、電容和電感等；而集成電路以晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管

55、為主要元件。集成運(yùn)放有如下特點(diǎn)：電路以晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管為主要元件。集成運(yùn)放有如下特點(diǎn)： 4. 1. 2 集成運(yùn)放的組成及各部分作用集成運(yùn)放的組成及各部分作用 一、一、輸入級(jí)輸入級(jí)：前置級(jí)，一般采用：前置級(jí)，一般采用輸入電阻高，差模放大倍數(shù)輸入電阻高，差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號(hào)能力強(qiáng)大，抑制共模信號(hào)能力強(qiáng)的差分放大電路。的差分放大電路。 二、二、中間級(jí)中間級(jí)：主放大級(jí)，多采用具有較強(qiáng)放大能力的共射放：主放大級(jí)，多采用具有較強(qiáng)放大能力的共射放大電路，其電壓放大倍數(shù)可達(dá)千倍以上。大電路，其電壓放大倍數(shù)可達(dá)千倍以上。 三、三、輸出級(jí)輸出級(jí)：功率級(jí)，多采用：功率級(jí)，多采用輸出電阻小、非線性失真小的輸出

56、電阻小、非線性失真小的互補(bǔ)對(duì)稱輸出電路?；パa(bǔ)對(duì)稱輸出電路。 四、四、偏置電路偏置電路：為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，采：為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，采用恒流源電路。用恒流源電路。 如圖所示為集成運(yùn)放電路方框圖，有以下四部分構(gòu)成：如圖所示為集成運(yùn)放電路方框圖，有以下四部分構(gòu)成：兩個(gè)輸入端兩個(gè)輸入端一個(gè)輸出端一個(gè)輸出端集成運(yùn)放的符號(hào)4. 1. 3 集成運(yùn)放電壓傳輸特性集成運(yùn)放電壓傳輸特性 集成運(yùn)放的符號(hào)：如圖集成運(yùn)放的符號(hào)：如圖 所示。從外部看，可以認(rèn)為集成運(yùn)所示。從外部看，可以認(rèn)為集成運(yùn)放是一個(gè)雙端輸入、單端輸出，具有差模放大倍數(shù)大、輸入電放是一個(gè)雙端輸入、單端輸出，具有差模放大倍

57、數(shù)大、輸入電阻高、輸出電阻低和抑制溫漂好的差分放大電路。阻高、輸出電阻低和抑制溫漂好的差分放大電路。)(a0odAPuNuOuOuNPuu OMUOMU)(a)(b電壓傳輸特性 電壓傳輸特性曲線：輸出電壓電壓傳輸特性曲線：輸出電壓 與輸入電壓與輸入電壓 之間的關(guān)之間的關(guān)系曲線，稱為系曲線，稱為電壓傳輸特性曲線。電壓傳輸特性曲線。如圖如圖 所示。所示。OuNPuu )(b電壓傳輸特性：在線性區(qū)，集成運(yùn)放的差模電壓傳輸特性：在線性區(qū)，集成運(yùn)放的差模為為)(NPodOuuAu線性區(qū)線性區(qū)通常通常 非常大，可達(dá)幾十萬(wàn)倍，因此電壓傳輸特性中的線性區(qū)非常大，可達(dá)幾十萬(wàn)倍，因此電壓傳輸特性中的線性區(qū)很窄。例

58、如很窄。例如, 設(shè)設(shè) ， ，則當(dāng)，則當(dāng)時(shí)才工作在線性區(qū)，當(dāng)時(shí)才工作在線性區(qū)，當(dāng) 時(shí)進(jìn)入非線性區(qū)，此時(shí)輸時(shí)進(jìn)入非線性區(qū)，此時(shí)輸出電壓出電壓 不是不是 就是就是 。 odAVUOM145105odAVuuNP28|VuuNP28|OuV14V14同相輸入端同相輸入端反相輸入端反相輸入端非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)管子處于臨界狀態(tài)，故有管子處于臨界狀態(tài)，故有 ，因，因 , 故有故有 ， 電路如圖，管子的特性完全相電路如圖，管子的特性完全相同。對(duì)于同。對(duì)于 管，由于管，由于 ， 4. 2 集成運(yùn)放中的電流源電路集成運(yùn)放中的電流源電路BECEUU0CI10BEBEUU01CCII2一、鏡像電流源一、

59、鏡像電流源4. 2. 1 基本電流源電路基本電流源電路該電路稱為該電路稱為當(dāng)當(dāng) 時(shí)，鏡像電流為時(shí)，鏡像電流為11122CCCIII可得可得鏡像電流1CIRI0BI0TBCRIII20基準(zhǔn)電流鏡像電流源的溫度補(bǔ)償作用鏡像電流源的溫度補(bǔ)償作用 1CIBBERRCIUUII0當(dāng)溫度升高時(shí)當(dāng)溫度升高時(shí)1CI 鏡像電流源的缺點(diǎn)：在鏡像電流源的缺點(diǎn)：在 一定的情況下，若要求一定的情況下，若要求 較較大，則大，則 勢(shì)必很大，勢(shì)必很大， 的功耗也很大；若要求的功耗也很大；若要求 很小，則很小，則 勢(shì)必也小，勢(shì)必也小， 的數(shù)值很大，這在集成電路中很難做到。的數(shù)值很大，這在集成電路中很難做到。CCV1CIRIR1

60、CIRIR ，當(dāng)，當(dāng) 時(shí)有時(shí)有 ， 即即 ，故，故電路如圖，由圖可知，電路如圖，由圖可知， ，當(dāng)，當(dāng) 時(shí)有時(shí)有 ，二、比例電流源二、比例電流源比例電流源00eBECCRRRUVI式中，式中， 為為基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電流，其值為，其值為RCII11CIRIRI1100eEeERIRIRCEIII0011CEIIRI1CI鏡像電流源比例電流源改變了鏡像電流源中比例電流源改變了鏡像電流源中的關(guān)系，的關(guān)系， 而使而使 可以大于可以大于 或或 小于小于 ，的缺點(diǎn)。的缺點(diǎn)。從而克服了鏡像電流源的從而克服了鏡像電流源的1110eCeRRIRIRI00CEII2可得到幾十微安的可得到幾十微安的 ，故稱為，故稱為微電