33. 第二章：模擬電子技術第5節(jié)：集成運算放大電路（二）

PAGE四．差分放大電路的分析計算1.靜態(tài)分析差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)計算方法與基本放大電路基本相同。為了使差分放大電路在靜態(tài)時，其輸入端基本上是零電位，將Re從接地改為接負電源－VEE，如圖6所示。由于接入負電源，所以偏置電阻Rb可以取消，改為－VEE和Re提供基極偏置電流。圖4差分放大電路（1）靜態(tài)分析靜態(tài)時，，則，；故輸出電壓溫度變化時，兩邊的變化量相等，即，；圖7差分放大電路靜態(tài)等效電路則輸出電壓結論：零點漂移完全被抑制了。（2）雙端輸入雙端輸出差分放大電路的靜態(tài)計算：基極電流為由IB的計算式可知，Re對一半差分電路而言，而Re流過的電流是2Ie，所以單邊計算時，只有2Re才能獲得相同的電壓降。2.動態(tài)分析（a）差模特性1)差模電壓放大倍數(shù)Aud雙端輸入差分放大電路如圖8所示。負載電阻接在兩集電極之間，ui接在兩輸入端之間，也可看成ui/2各接在兩輸入端與地之間。圖8圖9雙端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)圖10雙入雙出差分放大電路的微變等效電路圖11圖06.02圖06.02共模信號和差模信號示意圖差分放大電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。這種方式適用于對稱輸入和對稱輸出，輸入、輸出均不接地的情況。雙端輸入、單端輸出差模電壓放大倍數(shù)圖12雙端輸入、單端輸出差分放大電路雙端輸入單端輸出因只利用了一個集電極輸出的變化量，所以它的差模電壓放大倍數(shù)是雙端輸出的二分之一。這種方式適用于將差分信號轉換為單端輸出信號。③單端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)圖13單端輸入、雙端輸出差分放大電路圖14單端輸入轉換為雙端輸入圖15單端輸入、雙端輸出差分放大電路微變等效電路單端輸入信號可以轉換為雙端輸入，其轉換過程見圖14。右側的歸算到發(fā)射極回路的值為，故Re對Ie分流極小，可忽略，于是有這種方式用于將單端信號轉換成雙端差分信號,可用于輸出負載不接地的情況。④單端輸入、單端輸出電壓放大倍數(shù)通過從T1或T2的集電極輸出，可以得到輸出與輸入之間或反相或同相的關系。從T1的基極輸入信號，從C1輸出，為反相；從C2輸出為同相。2)差模輸入電阻不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。3)輸出電阻輸出電阻在單端輸出時，雙端輸出時，（b）共模特性1)共模放大倍數(shù)Auc共模信號對放大電路來說也是變化量，不能視為直流量。計算共模放大倍數(shù)Auc的微變等效電路，如圖7所示。圖16差動放大電路的共模等效電路其中Re用2Re等效，這與差模微時不同。共模放大倍數(shù)Auc的大小，取決于差分電路的對稱性，雙端輸出時可以認為等于零。單端輸出時為雙端輸出時：單端輸出時：Auc的大小是衡量差分放大電路對稱性好壞的標準，理想情況下，Auc=0。2)共模抑制比為了衡量差動放大電路對差模信號的放大和對共模信號的抑制能力，引入"共模抑制比"這一指標。共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標?；騅CMR越大，說明差動放大電路的質量越好。雙端輸出時KCMR可認為等于無窮大，單端輸出時共模抑制比雙端輸出時：單端輸出時：它表明Re越大，共模負反饋越強，共模抑制比越高。【例1】恒流源式差動放大電路如題圖17所示，設電路的電路參數(shù)對稱：已知三極管的UBE=0.7V，?=50，，穩(wěn)壓管的UZ=+6V，+VCC=+12V，–VEE=–12V，RB=5kΩ，RC=1kΩ，RE=53kΩ，RL=30kΩ。①求靜態(tài)工作點Q（IBQ、ICQ、UCEQ）；②

求差模電壓放大倍數(shù)Aud；③

求差模輸入電阻Rid與輸出電阻Rod。圖17解：（1）靜態(tài)工作點Q：基極電流:的集電極電流:因電路的電路參數(shù)對稱，所以和的均相等：

上的壓降：則

（2）差模電壓放大倍數(shù)：差模輸入電阻Rid與輸出電阻Rod?！纠?】(2005)同一差動放大電路，采用下列（）方式使得共模抑制比最大。A.單端輸入；B.雙端輸入；C.單端輸出；D.雙端輸出；答案是:D雙端輸出時，輸出共模信號近似為0，近似為。2.5.3集成運算放大器集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。是把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同時制造在一塊半導體芯片上，組成一個不可分的整體。特點：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸、使用方便等優(yōu)點，獲得了非常廣泛的應用。一．集成運算放大器的組成圖18集成運放內部電路方框圖1.輸入級要求其具有輸入阻抗高，放大倍數(shù)大，抑制溫漂能力強等特點。采用差分放大電路。為了獲得較高的增益，減少內部電路的補償要求，在差動輸人放大級中，還采用有源負載或恒流源負載。輸入級的保護電路也是不可缺少的。2．中間級中間級是主放大器，要求其具有足夠的電壓放大倍數(shù)，多采用帶有源負載的共發(fā)射極放大電路，作用是進行電壓放大。為了提高共模抑制能力、提高差模增益和提供穩(wěn)定的內部工作電流，實際電路中廣泛采用各種恒流源電路，如穩(wěn)壓管恒流源、鏡像恒流源、多集電極恒流源、場效應管恒流源等。3.輸出級輸出級是功放級，要求其具有輸出電阻小、帶負載能力強、不失真輸出電壓高等特點，一般采用互補對稱射極輸出電路，作用是為了提高電路的帶負載能力。輸出級應輸出以零電平為中心、有一定大小電流的正負電壓，并能與中間電壓放大級和負載進行匹配，所以常采用各種形式的互補推挽輸出放大電路。4．偏置電路偏置電路的作用是用于給各級電路提供一個合適的靜態(tài)偏置電流，從而確定合適的靜態(tài)工作點，減小失真。集成運放中的偏置電路除了提供偏置的電路外，還包括諸如差動放大電路的發(fā)射極恒流源、共射放大器的有源負載及電平移動電路的有源負載和標準恒流源等運算放大器的參數(shù)靜態(tài)指標（1）輸入失調電壓VIO：輸入電壓為零時，為了使放大器輸出電壓為零，在輸入端外加的補償電壓。一般為毫伏級。它表