第6章集成運(yùn)算放大器原理及其應(yīng)用

1、 5136.1 6.1 差分放大器差分放大器6.1.1 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析6.1.2 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性6.1.3 6.1.3 舉例舉例6.1.4 6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 514緒論緒論一一.集成電路（集成電路（Integrated Circuit簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱IC） 采用半導(dǎo)體制造工藝，將大量的晶體管、電阻、采用半導(dǎo)體制造工藝，將大量的晶體管、電阻、電容等電路元件及其電路連線制作在一小塊硅單晶電容等電路元件及其電路連線制作在一小塊硅單晶上，形成具有特定電路功能的單元電路。上，形成具

2、有特定電路功能的單元電路。二二.摩爾定律摩爾定律 未來未來10年中芯片上的晶體管數(shù)將每年翻一番年中芯片上的晶體管數(shù)將每年翻一番 （1965年）年） 芯片上的晶體管數(shù)量每?jī)赡陮⒎环酒系木w管數(shù)量每?jī)赡陮⒎环?（1975年）年） 515緒論緒論三三.集成電路的特點(diǎn)集成電路的特點(diǎn)（同分立器件電路相比）：（同分立器件電路相比）：1.集成電路中電阻、電容等無源器件不能象分立元件集成電路中電阻、電容等無源器件不能象分立元件電路那樣任意選用；電路那樣任意選用；集成電路中電阻阻值偏大將占用硅片較大的面積，不利于集成；集成電路中電阻阻值偏大將占用硅片較大的面積，不利于集成；集成電路中的電容是利用集成電路

3、中的電容是利用PN結(jié)的結(jié)電容或用二氧化硅層作為電結(jié)的結(jié)電容或用二氧化硅層作為電介質(zhì)做成的，不適宜制造幾十皮法以上的電容器，所以集成運(yùn)放介質(zhì)做成的，不適宜制造幾十皮法以上的電容器，所以集成運(yùn)放電路多采用直接耦合的形式。電路多采用直接耦合的形式。 516緒論緒論2.兩者的設(shè)計(jì)思想正好相反兩者的設(shè)計(jì)思想正好相反3.同一集成電路中的元件參數(shù)一致性和溫度同一集成電路中的元件參數(shù)一致性和溫度均一性較好，很容易制造對(duì)稱性較高的電路。均一性較好，很容易制造對(duì)稱性較高的電路。分立元件電路：盡量少用晶體管，以降低成本；分立元件電路：盡量少用晶體管，以降低成本；集成電路：則盡量減少電阻、電容等無源器件，用晶體管等集

4、成電路：則盡量減少電阻、電容等無源器件，用晶體管等有源器件所取代。有源器件所取代。 5176.1 差分放大器差分放大器 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 1. 直流信號(hào)的放大直流信號(hào)的放大在無線電通信和其他領(lǐng)域中，常常需要對(duì)在無線電通信和其他領(lǐng)域中，常常需要對(duì)變化十分緩慢的變化十分緩慢的信號(hào)信號(hào)進(jìn)行放大。進(jìn)行放大。例如生物電的放大，或某些自動(dòng)控例如生物電的放大，或某些自動(dòng)控制中的控制信號(hào)。制中的控制信號(hào)。把這種變化十分緩慢的信號(hào)（頻率很低，幾乎為零，但不能把這種變化十分緩慢的信號(hào)（頻率很低，幾乎為零，但不能認(rèn)為頻率等于零）稱為認(rèn)為頻率等于零）稱為 直流信號(hào)直流信號(hào)。直流

5、放大器直流放大器是放大直流信號(hào)的一種放大器（當(dāng)然也可以放大是放大直流信號(hào)的一種放大器（當(dāng)然也可以放大交流信號(hào)）。交流信號(hào)）。直流信號(hào)不同于直流電。直流信號(hào)不同于直流電。 518 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 2. 直流放大器面臨的問題直流放大器面臨的問題電容耦合放大器無法放大直流信號(hào)，耦合電容很難傳送緩電容耦合放大器無法放大直流信號(hào)，耦合電容很難傳送緩變信號(hào)。變信號(hào)。直流放大器常常采用直流放大器常常采用直接耦合直接耦合方式。方式。兩個(gè)問題：兩個(gè)問題：1）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響2）零點(diǎn)漂移）零點(diǎn)漂移 519 引子：引子：為什

6、么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 1）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響調(diào)整某一級(jí)工作狀態(tài)就會(huì)導(dǎo)致其他調(diào)整某一級(jí)工作狀態(tài)就會(huì)導(dǎo)致其他各級(jí)工作狀態(tài)的改變。這一點(diǎn)對(duì)直各級(jí)工作狀態(tài)的改變。這一點(diǎn)對(duì)直接耦合放大器的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來很接耦合放大器的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來很多不便。多不便。1bR、1CQI1CEQU2BI、2CQI2CEQU 520 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 現(xiàn)象：輸入現(xiàn)象：輸入電壓電壓為零，輸出端電為零，輸出端電壓壓表指表指針偏離針偏離零點(diǎn)或起始值零點(diǎn)或起始值，出現(xiàn)忽大忽小的，出現(xiàn)忽大忽小的不規(guī)則擺動(dòng)。不規(guī)則擺動(dòng)。2）零點(diǎn)漂移

7、）零點(diǎn)漂移定義：定義： 輸入輸入電壓電壓為零時(shí)，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏為零時(shí)，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏離起始值而上下波動(dòng)，使離起始值而上下波動(dòng)，使輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。零點(diǎn)漂移簡(jiǎn)稱零零點(diǎn)漂移簡(jiǎn)稱零漂。漂。引起零漂的外界因素：引起零漂的外界因素： 時(shí)間漂移：時(shí)間漂移：由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電 路設(shè)計(jì)無關(guān)。路設(shè)計(jì)無關(guān)。 溫度漂移：溫度漂移：由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。 電源電壓變化引起的漂移：

8、電源電壓變化引起的漂移：當(dāng)電源電壓變化時(shí)，電路的直流電平配制當(dāng)電源電壓變化時(shí)，電路的直流電平配制 受到某種破壞而導(dǎo)致輸出零點(diǎn)的變動(dòng)。受到某種破壞而導(dǎo)致輸出零點(diǎn)的變動(dòng)。 521 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 為什么是矛盾？為什么是矛盾？ 為了獲得高的直流增益，可以增加級(jí)數(shù)，但同時(shí)輸出漂移電壓也加大。為了獲得高的直流增益，可以增加級(jí)數(shù)，但同時(shí)輸出漂移電壓也加大。 為了減小零漂可以引入負(fù)反饋，但同時(shí)放大器對(duì)直流信號(hào)的放大能力為了減小零漂可以引入負(fù)反饋，但同時(shí)放大器對(duì)直流信號(hào)的放大能力 也減弱了。也減弱了。尋求新方法解決矛盾！尋求新方法解決矛盾！抵消抵消采用特殊形式的電路使

9、漂移電壓互相抵消。采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。引入特殊的負(fù)反饋引入特殊的負(fù)反饋對(duì)零點(diǎn)漂移有很強(qiáng)的負(fù)反饋，對(duì)零點(diǎn)漂移有很強(qiáng)的負(fù)反饋，對(duì)有用直流信號(hào)無負(fù)反饋。對(duì)有用直流信號(hào)無負(fù)反饋。例如乙類推挽功放電路，每個(gè)管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負(fù)例如乙類推挽功放電路，每個(gè)管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負(fù)載上，偶次諧波互相抵消了。載上，偶次諧波互相抵消了。高質(zhì)量的直流放大器應(yīng)該具有高的電壓增益和小的零點(diǎn)漂移。高質(zhì)量的直流放大器應(yīng)該具有高的電壓增益和小的零點(diǎn)漂移。矛盾！矛盾！調(diào)制型直流放大器（框圖）調(diào)制型直流放大器（框圖） 5226.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析1. 電路形式電路形式 基本

10、形式（長(zhǎng)尾電路）基本形式（長(zhǎng)尾電路）兩個(gè)性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。兩個(gè)性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。如何消除零漂？如何消除零漂？ 輸入信號(hào)為零，電路對(duì)稱輸入信號(hào)為零，電路對(duì)稱21ccUU120occUUU 某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高，某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高，12ccII、12ccUU、電路對(duì)稱，晶體管參數(shù)相同，電路對(duì)稱，晶體管參數(shù)相同，12ccuu 120occuuu 靠電路對(duì)稱消除零漂！靠電路對(duì)稱消除零漂！ 5236.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析1. 電路形式電路形式 射極電阻的幾種不同形式射極電阻的幾種不同形式輸入信號(hào)分別加到兩管基極，輸出兩種取法：輸入

11、信號(hào)分別加到兩管基極，輸出兩種取法： 從單管集電極取從單管集電極取 單端輸出單端輸出 從兩管集電極之間取從兩管集電極之間取 雙端輸出雙端輸出 5246.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析1. 電路形式電路形式 差分式放大電路的組態(tài)差分式放大電路的組態(tài)基于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，有基于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，有雙、雙、單端輸入和單端輸入和雙、雙、單端輸出的情況。單端輸出的情況。單端輸入時(shí)，另一端接地。單端輸入時(shí)，另一端接地。雙入雙出雙入雙出雙入單出雙入單出單入雙出單入雙出單入單出單入單出 5256.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析1 1）差模輸入

12、信號(hào)：）差模輸入信號(hào)： 21IIuu Idu 21/IdIuu 22/IdIuu 即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相反，稱為即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相反，稱為差模輸入信號(hào)差模輸入信號(hào)，記為，記為21IIIduuu 2 2）共模輸入信號(hào)：）共模輸入信號(hào)：21IIuu 即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相同，稱為即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相同，稱為共模輸入信號(hào)共模輸入信號(hào)，記為，記為21IIIcuuu Icu 零漂引起的就是共模信號(hào)，為有害信號(hào)。零漂引起的就是共模信號(hào)，為有害信號(hào)。 5266.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析問題：?jiǎn)栴}： 差分

13、放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)往往是一對(duì)任意數(shù)值的信差分放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)往往是一對(duì)任意數(shù)值的信號(hào)，一般號(hào)，一般 ，即，非差模也非共模，該怎樣，即，非差模也非共模，該怎樣分析分析 ？21IIuu 解決方法：解決方法： 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分解，把一對(duì)任意數(shù)值的輸入信對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分解，把一對(duì)任意數(shù)值的輸入信號(hào)分解為差模信號(hào)和共模信號(hào)的疊加，求出差模信號(hào)號(hào)分解為差模信號(hào)和共模信號(hào)的疊加，求出差模信號(hào)和共模信號(hào)分別作用于差分放大器時(shí)的輸出結(jié)果，然和共模信號(hào)分別作用于差分放大器時(shí)的輸出結(jié)果，然后利用疊加原理，得出差分放大器在一對(duì)任意數(shù)值輸后利用疊加原理，得出差分放大器在一對(duì)任意數(shù)值輸入信號(hào)作用下的性能指標(biāo)。入信號(hào)

14、作用下的性能指標(biāo)。 5276.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析2221211IIIIIuuuuu 2221212IIIIIuuuuu 221IIIcuuu 令令21IIIduuu 具體分解方法：具體分解方法：IcIdIuuu 21IcIdIuuu 22 5286.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析例子：例子：(mV)sintuI 101 (mV)sintuI 42 (mV)sintuId 6 (mV)sin/tuId 32 (mV)sin7tuIc 1Iu 2Iu 差模輸入信號(hào)

15、差模輸入信號(hào)（任一端都不（任一端都不接地）接地）共模輸入信號(hào)共模輸入信號(hào) 5296.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工作原理工作原理 電阻電阻 的分析的分析eR1）差模信號(hào)作用下：）差模信號(hào)作用下：111ECBiii、222BCEiii、相同相同VT1：VT2：流過流過 的信號(hào)電流彼此抵消，在的信號(hào)電流彼此抵消，在 上無信號(hào)電壓上無信號(hào)電壓eReR兩管均為共射放大器，完兩管均為共射放大器，完成放大差模信號(hào)的作用。成放大差模信號(hào)的作用。反之亦然。反之亦然。兩管各極電流的變化正好相反，當(dāng)兩管各極電流的變化正好相反，當(dāng)10Iu 5306.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工

16、作原理工作原理 電阻電阻 的分析的分析eR2）共模信號(hào)作用下：）共模信號(hào)作用下：兩管相應(yīng)電流始終相等，兩管相應(yīng)電流始終相等，流過流過 的信號(hào)電流為的信號(hào)電流為 ，產(chǎn)生的電壓為，產(chǎn)生的電壓為eREi 2eERi 2(2)EeiR引入了電流串連負(fù)反饋，使得從每個(gè)管子引入了電流串連負(fù)反饋，使得從每個(gè)管子集電極輸出時(shí)的共模電壓大大減小了。集電極輸出時(shí)的共模電壓大大減小了。 5316.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析2. 工作原理工作原理 結(jié)論結(jié)論 共模等效共模等效差分放大器對(duì)差模信號(hào)具有放大作用，而對(duì)共模信號(hào)具有抑制作用。差分放大器對(duì)差模信號(hào)具有放大作用，而對(duì)共模信號(hào)具有抑制作用。差模輸入信號(hào)

17、正是要放大的有用輸入信號(hào)，而共模輸入信號(hào)則是有害的差模輸入信號(hào)正是要放大的有用輸入信號(hào)，而共模輸入信號(hào)則是有害的輸入信號(hào)（零點(diǎn)漂移）。輸入信號(hào)（零點(diǎn)漂移）。結(jié)論結(jié)論差模等效差模等效 5326.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析3. 差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻1）差模電壓放大倍數(shù)）差模電壓放大倍數(shù)udududAAA、)(21111122()fecOOudIdIbieh RuuAuuRh 2221222()fecOOududIdIbieh RuuAAuuRh 單端輸出差模電壓放大倍數(shù)單端輸出差模電壓放大倍數(shù) 5336.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析

18、12OOOuuu iebcfeududIdOOIdOudhRRhAAuuuuuA 2121)(21IIudIdudOuuAuAu 雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出雙端輸出只要輸入電壓有差別，輸出就變動(dòng)！只要輸入電壓有差別，輸出就變動(dòng)！ 5346.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析3. 差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻2）差模輸入電阻）差模輸入電阻)(iebidhRR 2idR 5356.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析4. 共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻1）共模電壓放大倍數(shù)）共模電壓放大倍數(shù)1111

19、(1)22OcOcucIIcfeccbiefeeeuuAuuh RRRhhRR 單端輸出共模電壓放大倍數(shù)單端輸出共模電壓放大倍數(shù)和和 成反比，成反比， 越大，越大， 越小。越小。 eR1ucAeR12()ucucucAAA、 5366.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析22212OcOcucucIIcuuAAuuOcOcOcucIcIcuuuAuu120單端輸出共模電壓放大倍數(shù)單端輸出共模電壓放大倍數(shù)雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)單端輸出時(shí)，射極電阻單端輸出時(shí)，射極電阻 引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，使得共引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，使得共模模輸出輸出電壓大大減小；雙端輸出、電路對(duì)稱

20、時(shí)，則共模輸出電壓大大減??；雙端輸出、電路對(duì)稱時(shí)，則共模輸出電壓為零，即共模輸入電壓完全被抑制。電壓為零，即共模輸入電壓完全被抑制。 eR 5376.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析4. 共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻2）共模輸入電阻）共模輸入電阻)2)(1(21efeiebicRhhRR icR 5386.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析5. 輸出電阻輸出電阻oR 無論是差模輸入還是共模輸入，輸出端是一樣的，無論是差模輸入還是共模輸入，輸出端是一樣的，輸出電阻統(tǒng)一用統(tǒng)一用 表示。表示。coRR2 5396.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析

21、6. 共模抑制比共模抑制比 衡量差分放大器放大差模信號(hào)和衡量差分放大器放大差模信號(hào)和 抑制共模信號(hào)的能力抑制共模信號(hào)的能力定義：定義：差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值。差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值。 CMRuducAKACommon Mode Rejection RatioCommon Mode Rejection RatioCMRCMR(dB)20lgKK越大越大 ，表示差分放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)。，表示差分放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)。 5406.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析6. 共模抑制比共模抑制比1 1，雙端輸出時(shí)，使電路盡可能對(duì)稱

22、；，雙端輸出時(shí)，使電路盡可能對(duì)稱； 增大發(fā)射極電阻，受到發(fā)射極電源電壓的限制。尋找一增大發(fā)射極電阻，受到發(fā)射極電源電壓的限制。尋找一 種電阻：它對(duì)直流呈現(xiàn)很小的阻值，而對(duì)交流呈現(xiàn)非常種電阻：它對(duì)直流呈現(xiàn)很小的阻值，而對(duì)交流呈現(xiàn)非常 大的阻值；大的阻值；cucuceRAAR122 減小共模輸出電壓提高共模抑制比的方法：減小共模輸出電壓提高共模抑制比的方法：?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)，單端輸出時(shí)，恒流源電路恒流源電路3 3，引入共模負(fù)反饋。，引入共模負(fù)反饋。 2 2， 5416.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析6. 共模抑制比共模抑制比 提高方法，電路舉例提高方法，電路舉例1 1）恒流源電路）恒流源電路3

23、312311feeooeieehRr()hR / RhR2 2）引入級(jí)間共模負(fù)反饋）引入級(jí)間共模負(fù)反饋or 5426.1.1 差分放大器的分析（往后）差分放大器的分析（往后）7.7.幾種放大器方式性能參數(shù)比較幾種放大器方式性能參數(shù)比較雙入雙出雙入雙出雙入單出雙入單出單入雙出單入雙出單入單出單入單出udAucACMRK1(/)2fecLiehRRhcL(/) 2feiehRRh0cLo/2RRr iefeohrh1(/)2fecLiehRRhcL(/) 2feiehRRh0cLo/2RRr iefeohrhidRicRoR2ieho1(1)2 2iehr c2RcR2ieho1(1)2 2ieh

24、r c2RcR射極電阻或射極電流源內(nèi)阻射極電阻或射極電流源內(nèi)阻以上對(duì)應(yīng)電路均未接基極電阻或信號(hào)源內(nèi)阻忽略不計(jì)。以上對(duì)應(yīng)電路均未接基極電阻或信號(hào)源內(nèi)阻忽略不計(jì)。 5436.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式1 1）共集共集- -共基差分放大器共基差分放大器分析：分析：雙端輸入、單端輸出；雙端輸入、單端輸出；VTVT5 5、VTVT6 6構(gòu)成基本電流源，作為構(gòu)成基本電流源，作為VTVT4 4的有源負(fù)載；的有源負(fù)載； OOOIIOuuuuuu11()()feLOIiefeLhRuuhhR 11111ieLifehRRh 121OIuu 112CCC

25、C組態(tài)組態(tài)CBCB組態(tài)組態(tài) 5446.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式1 1）共集共集- -共基差分放大器共基差分放大器feLOOieh Ruuh 21feOOieoehuuh h 16621oeLhR feOOOIIOieoehuuuuuuh h 1162 5456.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式2 2）共集共集- -共射差分放大器共射差分放大器分析：分析：雙端輸入、單端輸出；雙端輸入、單端輸出；VTVT5 5、VTVT6 6構(gòu)成基本電流源，作為構(gòu)成基本電流源，作為VTVT4 4的有

26、源負(fù)載；的有源負(fù)載； OOOIIOuuuuuu11LiieRRh 12OIuu 11CECE組態(tài)組態(tài)()()feLOIiefeLhRuuhhR 11111CCCC組態(tài)組態(tài) 5466.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式2 2）共集共集- -共射差分放大器共射差分放大器feLOOieh Ruuh 21feOOieoehuuh h 16621oeLhR feOOOIIOieoehuuuuuuh h116 5476.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析例例6-16-1 某差分放大器已知某差分放大器已知 ， ， ， dB，已知，已知 為負(fù)值，求輸出

27、電壓為負(fù)值，求輸出電壓 。 Vm/sin tuI 101 9. 例題分析例題分析mV/sin tuI 62 100udA ucAOu解：解：IcucIdudOuAuAu IdI1I24sin/mVuuutI1I2Ic8sin/mV2uuutCMR1000.11000uducAAK 100 4sin0.1 8sin400.8sin/mVOuttt 60CMRK 5486.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析9. 例題分析例題分析例例6-26-2 某差分放大器兩個(gè)輸入端的信號(hào)分別為某差分放大器兩個(gè)輸入端的信號(hào)分別為 和和 ，輸出電壓，輸出電壓 ，三者的關(guān)系是三者的關(guān)系是 。試求該差分放大器的差

28、模電壓放大倍數(shù)。試求該差分放大器的差模電壓放大倍數(shù) 和共模電壓放大倍數(shù)及共模抑制比。和共模電壓放大倍數(shù)及共模抑制比。1Iu2Iu2199100IIOuuu 解解：121212()()()()222 ucucIIOudIducIcudIIucudIudIAAuuuA uA uAuuAAuAu9921002 ucuducudAAAA15 .99 ucudAACMR99.5KCMR20lg40dBK Ou 5496.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性1. 雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性考慮大信號(hào)的輸入特性，晶體管的小信號(hào)電路已不

29、適用，考慮大信號(hào)的輸入特性，晶體管的小信號(hào)電路已不適用，要從要從晶體管特性基本關(guān)系式晶體管特性基本關(guān)系式出發(fā)，結(jié)合電路進(jìn)行研究。出發(fā)，結(jié)合電路進(jìn)行研究。)(/1 TBEUuSEeIiqkTUT/ 1/ TBEUueTBEUuSEeIi/ IiiEE 2121111(1)EEEEEiIiiii 5506.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性1. 雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性21111(1)EEEEEiIiiii211(1)BEBETuuUEie122(1)EEEiii122(1)BEBETuuUEieIdBEBEuuu 21

30、11/(1th)122IdTIdCEuUTuIIiieU 雙曲正切函數(shù)雙曲正切函數(shù)xxxxeeeexth22/(1th)122IdTIdCEuUTuIIiieU 5516.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性1. 雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性12th2IdCCTuiiIU 12()th2IdOCCccTuuiiRRIU 差分放大器傳輸特性差分放大器傳輸特性 5526.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性從傳輸特性得到的結(jié)論：從傳輸特性得到的結(jié)論：12()th2IdOCCccTuuiiRR

31、IU 1 1）當(dāng)差模輸入電壓）當(dāng)差模輸入電壓 時(shí)，差動(dòng)放時(shí)，差動(dòng)放大器處于平衡狀態(tài)，大器處于平衡狀態(tài)， ，即，即 0 Idu021 CCii2221IIIICQCQ 2 2）在平衡狀態(tài)的工作點(diǎn)附近）在平衡狀態(tài)的工作點(diǎn)附近 范圍內(nèi)，范圍內(nèi)， 與與 呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 IdumV25 TU(/2)1IdTuU12()th2IdOCCccTuuiiRRIU TIdcOUuIRu2 2OudcIdTuIARuU Outhxx1x 5536.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性怎樣擴(kuò)大差分放大器的線性范圍？怎樣擴(kuò)大差分放大器的線性范圍？引入負(fù)反饋引入負(fù)反饋 射極電阻

32、射極電阻射極電阻增大，線性工作范射極電阻增大，線性工作范圍改善程度越好。圍改善程度越好。 5546.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性從傳輸特性得到的結(jié)論：從傳輸特性得到的結(jié)論：3 3）當(dāng)差模輸入電壓超過）當(dāng)差模輸入電壓超過 時(shí)，輸出時(shí)，輸出電壓基本不變，這表明差動(dòng)放大器在大信號(hào)輸入電壓基本不變，這表明差動(dòng)放大器在大信號(hào)輸入時(shí)，具有良好的限幅特性。時(shí)，具有良好的限幅特性。mV1004 TU差分型限幅器差分型限幅器4 4）定義：差分放大器跨導(dǎo)為）定義：差分放大器跨導(dǎo)為12th2IdCCTuiiIU 021 IduIdCCmduiidg)(TTmUIUIg22

33、 Igm20 20OudmccIduAg RIRu 25 TUmV改變恒流源電流就可以改變跨改變恒流源電流就可以改變跨導(dǎo)，從而改變差模電壓增益，導(dǎo)，從而改變差模電壓增益，所以帶有恒流源的差分放大器所以帶有恒流源的差分放大器可以用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制?？梢杂脕韺?shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制。 5556.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性例例6-36-3 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知 ， ，VT1、VT2參數(shù)相同，求差模電壓放大倍數(shù)參數(shù)相同，求差模電壓放大倍數(shù) 。k3 cRmA5 . 0 IudA解：解：20OudmccIduAg RIRu 直接利用直接利用2020

34、0.5 330udcAIR 5566.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性2. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性目的：提高差分放大器的輸入電阻目的：提高差分放大器的輸入電阻電路對(duì)稱，雙端輸出電路對(duì)稱，雙端輸出m dsdudddsg r RARr 12IdGSGSuuu1()()DGSGS offDSSiuUI 221()()12() ()2IdDSSIdDSSDGS offGS offuIuIIiUIUI222()()12() ()2IdDSSIdDSSDGS offGS offuIuIIiUIUI0ucA 5576.1.2 差分放大

35、器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性2. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性22()()2()() ()dDSSIdDSSOIDGS offGS offIRIuIuuUIUI ()IdDSSuGS offuIKUI1uK22OduuuIR KK 1uK()22/OduDSSdIdGS offuIR KIIR uU 傳輸特性傳輸特性 5586.1.3 例題分析例題分析例例6-46-4 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知 ， ，VT1、VT2參數(shù)相同參數(shù)相同 ，且設(shè)，且設(shè) ，毫安表內(nèi)阻，毫安表內(nèi)阻 ，求：（求：（1 1）靜態(tài)時(shí)的）靜態(tài)時(shí)的 和和 ； （2

36、 2）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，流過毫安表的電流。時(shí)，流過毫安表的電流。3kbcRRk.72 eR100 V.60 BEQUk2 rCQICEQUV2 Iu分析：分析：靜態(tài)時(shí)，即輸入為零，放大器處于靜態(tài)時(shí)，即輸入為零，放大器處于平衡狀態(tài)，毫安表無電流流過；輸入為平衡狀態(tài)，毫安表無電流流過；輸入為2V時(shí)，時(shí)，VT1工作在限幅區(qū)，工作在限幅區(qū)，VT2工作在截止?fàn)罟ぷ髟诮刂範(fàn)顟B(tài)。態(tài)。 5596.1.3 例題分析例題分析 解解：（1 1）靜態(tài)）靜態(tài)0 IumA126 . 0621 eEERIImA1121 ECQCQIIIV36 CcCIRU0.5VEU 3.5VCEQU （2 2）V2 Iu02 CImA74.

37、26 . 0621 eERImA03. 1233374. 2 I流過毫安表的電流流過毫安表的電流V1 . 0 bEBRIU 5606.1.3 例題分析例題分析例例6-56-5 差動(dòng)放大器如圖所示，假設(shè)電路完全對(duì)稱，電路參數(shù)差動(dòng)放大器如圖所示，假設(shè)電路完全對(duì)稱，電路參數(shù)為：為： ，管子參數(shù)，管子參數(shù)為為： 。求：求：12V20k10kCCEEbcLeUURRRR、503000.6VBEQbbrU 、（1 1）電路靜態(tài)時(shí)的）電路靜態(tài)時(shí)的 ；111CECBUII、（2 2）雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)）雙端輸出差模電壓放大倍數(shù) ；udA（3 3）雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)）雙端輸出共模電壓放大倍數(shù) 及及

38、共模抑制比共模抑制比 ； ucACMRK（4 4）差模輸入電阻）差模輸入電阻 和共模輸入電阻和共模輸入電阻 ； idRicR（5 5）輸出電阻）輸出電阻 。oR 5616.1.3 例題分析例題分析mA011. 010512206 . 012)1 (221 ebBEQEEBBBRRUUIII mA.55001105021 BCCCIIII V.)(.)(507102105501212221 ecCEECCCECECERRIUUUUUk.66223643002621 BbbieieieIrhhh36. 766. 220)5/10(50)/( iebLcudhRRRA2 解：解：分析：分析：雙端輸入

39、、雙端輸出；負(fù)載上無直流電流流過，顯然對(duì)直流雙端輸入、雙端輸出；負(fù)載上無直流電流流過，顯然對(duì)直流狀態(tài)無影響；負(fù)載的中間點(diǎn)電位始終不變，相當(dāng)于差模信號(hào)的零狀態(tài)無影響；負(fù)載的中間點(diǎn)電位始終不變，相當(dāng)于差模信號(hào)的零電位；差模信號(hào)輸入時(shí)的等效負(fù)載為電位；差模信號(hào)輸入時(shí)的等效負(fù)載為 。/(2 )cLRR（1）（2） 5626.1.3 例題分析例題分析 由于電路對(duì)稱，有由于電路對(duì)稱，有 CMRK0 ucAk32.45)66. 220(2)(2 iebidhRR()().()().kicbiefeeRRhhR1112202 66150 2 10521 3322 k202 CoRR（3）（4）（5） 5636

40、.1.3 例題分析例題分析例例6-6 6-6 差動(dòng)放大器如圖所示，差動(dòng)放大器如圖所示，VTVT1 1、VTVT2 2特性、參數(shù)相同，特性、參數(shù)相同， ，對(duì)交流呈現(xiàn)的內(nèi)阻為，對(duì)交流呈現(xiàn)的內(nèi)阻為mACbbrI 31001001、k200（1 1）差模輸入電阻）差模輸入電阻 ； idR（2 2） ；IOuu /（3 3）若電阻精度為）若電阻精度為 1%1%，求最壞情況下，求最壞情況下 的共模抑制比；的共模抑制比；（4 4）共模輸入電阻）共模輸入電阻 ；IcR 5646.1.3 例題分析例題分析k35. 553525 . 026101100mv26)1( EbbieIrh k41)15. 010135

41、. 5(2)1( 2 eieidRhR 解解：（1） 5656.1.3 例題分析例題分析（2）.().OcudIieeuRAuhR 100 1048 815 35101 0 15注意輸出電壓極性的規(guī)定注意輸出電壓極性的規(guī)定（3）.OccucIcuRAur 111100 02522 200.OccucIcuRAur 222100 02522 200 5666.1.3 例題分析例題分析().OcOcccucucucIcccuuRRAAAurrRRr 2121214220 025 1022 200CMR.uducAKA 4448 89 76 105 10CMRlg( .). dBK 4209 76

42、1099 8()() .( .).kMIcieeRhRr 11125 351010 152 2002220210 2520（4） 5676.1.3 例題分析例題分析例例6-7 6-7 差動(dòng)放大器如圖所示，差動(dòng)放大器如圖所示，VTVT1 1、VTVT2 2特性、參數(shù)相同，特性、參數(shù)相同， ，要求，要求bbr 100100、250mA1 IOuEEuuAI、（1 1） 和和 ； eRcR（2 2） 和和 ； 11ucudAA 、CMR1K 5686.1.3 例題分析例題分析解：解：（1）14.3kk17 . 015 eRmA5 . 0221 EEEQEQIIIk35. 5)5 . 0mV26101

43、100(mV26)1 ( EQbbbeIrr IcucIdudOuAuAu11 5696.1.3 例題分析例題分析ccbecudRRrRA35. 935. 5210021 .().ccuccbeeRRARrR 11000 035125 35101 2 14 3IIduu 2IIcuu .OcIcIcIuR uR uR u 9 350 03529 37.250uOIcAuuR 9 37k. k.cR 25026 79 37 5706.1.3 例題分析例題分析（2）.udcAR 19 359 35 26 7249 6.uccAR 10 0350 035 26 70 935CMR1.(. dB)ud

44、ucAKA11266 95 48 5 5716.1.3 例題分析例題分析例例6-8 6-8 如圖電路，求如圖電路，求ioudUUA 分析：做出交流等效電路，整理得分析：做出交流等效電路，整理得到下圖。到下圖。 5726.1.3 例題分析例題分析解：解：ieibhUI21 ieibhUI22 管子參數(shù)均相同管子參數(shù)均相同/ieieiecfebiefebfeoefefehhhUhIhh Ihhhh 33111413131111icUU 12 5736.1.3 例題分析例題分析解：解：()() (/)febbofebboeoeoeoehIIUhIIhhhh 2424242411ieiiecbhUhU

45、I214 ()feioieoeoeh UUhhh 24)(42oeoeiefeioudhhhhUUA 兩點(diǎn)結(jié)論：兩點(diǎn)結(jié)論：同相；電壓增益增同相；電壓增益增大（公式中分母沒有大（公式中分母沒有2）。）。 5746.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂現(xiàn)象和定義現(xiàn)象和定義失調(diào)：失調(diào)：差分放大器在理想狀態(tài)下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，其雙差分放大器在理想狀態(tài)下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，其雙端輸出電壓也為零。但對(duì)實(shí)際差分放大器而言，由于電路不端輸出電壓也為零。但對(duì)實(shí)際差分放大器而言，由于電路不完全對(duì)稱，因而零輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出電壓并不為零。完全對(duì)稱，因而零輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出電壓并不為零。分為電壓失調(diào)

46、和電流失調(diào)分為電壓失調(diào)和電流失調(diào)失調(diào)漂移：失調(diào)漂移：差分放大器的失調(diào)往往是隨著時(shí)間、溫度、電源差分放大器的失調(diào)往往是隨著時(shí)間、溫度、電源電壓等外界因素的變化而變化。電壓等外界因素的變化而變化。 降低了放大器的靈敏度降低了放大器的靈敏度 5756.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂1. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 及其溫度漂移及其溫度漂移 dTdUIOIOU輸出失調(diào)電壓折算到輸入端的電壓輸出失調(diào)電壓折算到輸入端的電壓顯然要使輸出電壓為零，就必須在輸入端顯然要使輸出電壓為零，就必須在輸入端加入一能抵消輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)償電壓。加入一能抵消輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)償電壓。引起輸入失調(diào)電壓的原因

47、：引起輸入失調(diào)電壓的原因：（1 1）晶體管的）晶體管的 不對(duì)稱性；不對(duì)稱性；（2 2）集電極電阻的相對(duì)誤差。）集電極電阻的相對(duì)誤差。輸入失調(diào)電壓漂移是由不對(duì)稱性和集電極電阻的漂移引起的。輸入失調(diào)電壓漂移是由不對(duì)稱性和集電極電阻的漂移引起的。 BEU 5762. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 及其溫度漂移及其溫度漂移 假如差分放大器兩管的基極偏置電流不相等，兩信號(hào)源假如差分放大器兩管的基極偏置電流不相等，兩信號(hào)源的內(nèi)阻相等，則會(huì)在輸入端產(chǎn)生一個(gè)輸入誤差電壓，的內(nèi)阻相等，則會(huì)在輸入端產(chǎn)生一個(gè)輸入誤差電壓，輸入失調(diào)電流：輸入失調(diào)電流：靜態(tài)輸出電壓為零時(shí)，兩管基極偏置電流之差。靜態(tài)輸出電壓為零時(shí)，兩管基極

48、偏置電流之差。IOIdTdIIO)(1221BBsBBBIIRUUU 12BBIOIII 由管子的由管子的 和集電極電阻和集電極電阻 的相對(duì)誤差引起。的相對(duì)誤差引起。 cR6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 577結(jié)論：結(jié)論：差動(dòng)放大器的失調(diào)是由于電路中管子參數(shù)和電差動(dòng)放大器的失調(diào)是由于電路中管子參數(shù)和電阻等的不對(duì)稱而引起的。失調(diào)電壓和失調(diào)電流都隨著溫阻等的不對(duì)稱而引起的。失調(diào)電壓和失調(diào)電流都隨著溫度的變化而變化。為了盡可能地減小失調(diào)和漂移，要求度的變化而變化。為了盡可能地減小失調(diào)和漂移，要求電路盡可能地對(duì)稱。電路盡可能地對(duì)稱。方法：方法：常用差動(dòng)對(duì)管常用差動(dòng)對(duì)管( (它

49、是在一個(gè)基片上制作兩個(gè)相它是在一個(gè)基片上制作兩個(gè)相同的管子，這樣容易使參數(shù)一致同的管子，這樣容易使參數(shù)一致) )來構(gòu)成差動(dòng)放大器。來構(gòu)成差動(dòng)放大器。6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 5786.2 6.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹6.2.1 6.2.1 雙極型集成運(yùn)算放大器雙極型集成運(yùn)算放大器F741F7416.2.2 MOS6.2.2 MOS集成運(yùn)算放大器的組成集成運(yùn)算放大器的組成 5796.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741高增益，高輸入阻抗高增益，高輸入阻抗的第二代集成

50、運(yùn)放的第二代集成運(yùn)放F741由由輸入級(jí)輸入級(jí)、中間級(jí)和中間級(jí)和輸出級(jí)輸出級(jí)三級(jí)組成。三級(jí)組成。 5806.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741輸入級(jí)：輸入級(jí)：VT1-VT9，采用有源負(fù)，采用有源負(fù)載的共集載的共集-共基（共基（ VT1-VT4）電路）電路提高放大器的差模輸入電阻和差模輸入電壓范圍。提高放大器的差模輸入電阻和差模輸入電壓范圍。VT5、VT6和和VT7組成小電流源改進(jìn)電路，組成小電流源改進(jìn)電路，作為差分放大器集電極的有源負(fù)載，并將作為差分放大器集電極的有源負(fù)載，并將雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端輸出信號(hào)。雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成

51、單端輸出信號(hào)。這一級(jí)可以獲得較高的電壓增益。這一級(jí)可以獲得較高的電壓增益。 5816.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741中間級(jí)：中間級(jí)：有有VT16、VT17組成復(fù)合管的單級(jí)共組成復(fù)合管的單級(jí)共射放大器，并由射放大器，并由VT13作為它的有源負(fù)載。作為它的有源負(fù)載。高的輸入電阻保證輸入級(jí)有較高的電壓增益。高的輸入電阻保證輸入級(jí)有較高的電壓增益。提高中間級(jí)的電壓增益。提高中間級(jí)的電壓增益。30pF30pF補(bǔ)償電容，可以保證閉環(huán)穩(wěn)定工作。補(bǔ)償電容，可以保證閉環(huán)穩(wěn)定工作。 5826.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型

52、電路介紹6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741輸出級(jí)：輸出級(jí)：VT14和互補(bǔ)復(fù)合管和互補(bǔ)復(fù)合管VT18、VT19組成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。組成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。消除交越失真消除交越失真輸出級(jí)二極管保護(hù)電路輸出級(jí)二極管保護(hù)電路 5836.2.2 MOS集成運(yùn)放的組成集成運(yùn)放的組成1. CMOS集成運(yùn)放組成集成運(yùn)放組成 CC14573為例為例CC14573是一個(gè)四可編程運(yùn)算放大器，它用是一個(gè)四可編程運(yùn)算放大器，它用P P溝道和溝道和N N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管以單片結(jié)構(gòu)組成低功耗運(yùn)算放大器場(chǎng)效應(yīng)管以單片結(jié)構(gòu)組成低功耗運(yùn)算放大器。偏置電路：偏置電路：由由P溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)

53、效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管 VT5、VT6和外接偏置電阻組成。和外接偏置電阻組成。 VT5、VT6構(gòu)成基本電流源。構(gòu)成基本電流源。輸入級(jí)輸入級(jí): :由由VT1、VT2、VT3、VT4和和VT6組組成。成。VT1、VT2組成差分放大器，組成差分放大器，VT3 、VT4作為它的有源負(fù)載，作為它的有源負(fù)載，VT6提供工作電流。提供工作電流。 輸出級(jí)輸出級(jí): :由由VT7 、VT8構(gòu)成一共源放大器。構(gòu)成一共源放大器。 5846.2.2 MOS集成運(yùn)放的組成集成運(yùn)放的組成2. NMOS集成運(yùn)放集成運(yùn)放1 1）NMOSNMOS的單級(jí)共源放大器或差分放大器與的單級(jí)共源放大器或差分放大器與CMOSCMOS放大器相比，其電

54、壓增益放大器相比，其電壓增益較低。為了提高較低。為了提高NMOSNMOS放大器的電壓增益，采用一些特殊電路，使電路結(jié)構(gòu)放大器的電壓增益，采用一些特殊電路，使電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。較為復(fù)雜。2 2）為了保證零輸入時(shí)零輸出，）為了保證零輸入時(shí)零輸出，NMOSNMOS運(yùn)放一定要有電平位移電路。而運(yùn)放一定要有電平位移電路。而CMOSCMOS運(yùn)放的電平位移靠器件的互補(bǔ)性能來實(shí)現(xiàn)，沒有專門的電平位移電路。運(yùn)放的電平位移靠器件的互補(bǔ)性能來實(shí)現(xiàn)，沒有專門的電平位移電路。3 3）為提高）為提高NMOSNMOS運(yùn)放的輸出性能，輸出級(jí)采用特殊的電路形式，它比運(yùn)放的輸出性能，輸出級(jí)采用特殊的電路形式，它比CMOSCMOS

55、互補(bǔ)輸出電路復(fù)雜?；パa(bǔ)輸出電路復(fù)雜。NMOSNMOS運(yùn)放與運(yùn)放與CMOSCMOS運(yùn)放相比，它有下列不同之處：運(yùn)放相比，它有下列不同之處： 5856.3 6.3 集成運(yùn)算放大器的性能參數(shù)和模型集成運(yùn)算放大器的性能參數(shù)和模型6.3.1 6.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)6.3.2 6.3.2 模型模型 5866.3 集成運(yùn)放的性能參數(shù)和模型集成運(yùn)放的性能參數(shù)和模型6.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)1 1）輸入偏置電流）輸入偏置電流 ( )( )：當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出直流電壓為：當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出直流電壓為 零時(shí)，其兩輸入端偏置電流的平均值定義為輸入偏置電流，零時(shí)，其兩輸入端偏置電流的平均值定義為輸入偏置電流，即

56、即BIBiasIBBBIII 2雙極型管雙極型管1pA1pA1A1A左右左右 場(chǎng)效應(yīng)管：一般小于場(chǎng)效應(yīng)管：一般小于1nA1nA2 2）輸入失調(diào)電流）輸入失調(diào)電流 ：其值范圍一般為：其值范圍一般為1nA1nA10A10A。偏置電流。偏置電流越大，其輸入失調(diào)電流也越大。越大，其輸入失調(diào)電流也越大。IOI 5876.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)IOU3 3）輸入失調(diào)電壓）輸入失調(diào)電壓 ：一般為：一般為mVmV數(shù)量級(jí)。對(duì)于高精度、低數(shù)量級(jí)。對(duì)于高精度、低漂移類型的運(yùn)算放大器，可以做到小于漂移類型的運(yùn)算放大器，可以做到小于1V1V。 雙極型管作為輸入級(jí)雙極型管作為輸入級(jí) 場(chǎng)效應(yīng)管作為輸入級(jí)場(chǎng)效應(yīng)管作為輸入級(jí)

57、4 4）差模開環(huán)電壓增益）差模開環(huán)電壓增益 即線性區(qū)域的斜率。即線性區(qū)域的斜率。 A(dB)lg20(dB)AA 5886.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)5 5）共模電壓增益）共模電壓增益 ：當(dāng)共模信號(hào)輸入時(shí)，運(yùn)放輸出電壓：當(dāng)共模信號(hào)輸入時(shí)，運(yùn)放輸出電壓的變化量與輸入電壓變化量的比值，即的變化量與輸入電壓變化量的比值，即OcIcuAu cA6 6）共模抑制比）共模抑制比 ： CMRKCMRc/KA A CMRc(dB)lg/(dB)KA A 20頻率的函數(shù)頻率的函數(shù) 7 7）差模輸入阻抗）差模輸入阻抗 ：差模輸入電阻：差模輸入電阻 和差模輸入電容和差模輸入電容 構(gòu)成，在低頻時(shí)僅指差模輸入電阻。構(gòu)成，

58、在低頻時(shí)僅指差模輸入電阻。idZidRidC雙極型管：幾十千歐到幾兆歐雙極型管：幾十千歐到幾兆歐 場(chǎng)效應(yīng)管：通常大于場(chǎng)效應(yīng)管：通常大于109 5896.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)8 8）共模輸入阻抗）共模輸入阻抗 ：輸入共模信號(hào)時(shí)，共模輸入電壓的變：輸入共模信號(hào)時(shí)，共模輸入電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的輸入電流變化量之比。在低頻情況下，它表現(xiàn)化量與對(duì)應(yīng)的輸入電流變化量之比。在低頻情況下，它表現(xiàn)為共模輸入電阻為共模輸入電阻 。icZicR9 9）輸出阻抗）輸出阻抗 ：在低頻時(shí)，它即為運(yùn)放的輸出電阻：在低頻時(shí)，它即為運(yùn)放的輸出電阻 ，一般為幾十至幾百歐。一般為幾十至幾百歐。oZoR1010）最大差模輸入電壓）

59、最大差模輸入電壓 ：運(yùn)放兩輸入端所允許加的最：運(yùn)放兩輸入端所允許加的最大電壓差。大電壓差。IDMU1111）最大共模輸入電壓）最大共模輸入電壓 ：在線性區(qū)共模輸入電壓的最：在線性區(qū)共模輸入電壓的最大值。大值。ICMU 5906.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)1212）額定輸出電壓）額定輸出電壓 ：指在特定的負(fù)載條件下，運(yùn)放能：指在特定的負(fù)載條件下，運(yùn)放能輸出的最大不失真電壓幅度。通常與電源電壓相差輸出的最大不失真電壓幅度。通常與電源電壓相差12V12V。omU1313）-3dB-3dB帶寬帶寬 和單位增益帶寬和單位增益帶寬 ： HfcfHoffjAjfA 1)(直流電壓增益直流電壓增益 1)(1|

60、)(|2HcoffAjfA HoHocfAfAf 12 5916.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)1414）轉(zhuǎn)換速率）轉(zhuǎn)換速率 ：在額定負(fù)載條件下，當(dāng)輸入階躍大信號(hào)：在額定負(fù)載條件下，當(dāng)輸入階躍大信號(hào)時(shí)，運(yùn)放在線性區(qū)輸出電壓的最大變化速率稱為轉(zhuǎn)換速時(shí)，運(yùn)放在線性區(qū)輸出電壓的最大變化速率稱為轉(zhuǎn)換速率，即率，即 RSmaxdtduSoR 圖中輸出電壓上升部分的斜圖中輸出電壓上升部分的斜率最大值就是轉(zhuǎn)換速率率最大值就是轉(zhuǎn)換速率。tUuomO sin tUdtduomO cos omomtOORfUUdtdudtduS 20max 5926.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù)1414）轉(zhuǎn)換速率）轉(zhuǎn)換速率 ：RS轉(zhuǎn)換速率