模擬電子技術(shù)第4章集成運(yùn)算放大器課件

第四章集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是一種高增益的多級(jí)直接耦合放大電路。本章主要介紹集成運(yùn)放內(nèi)部電路的一般組成、電流源電路、差動(dòng)放大電路的基本工作原理，以及集成運(yùn)放的主要技術(shù)性能指標(biāo)。集成運(yùn)放內(nèi)部電路具有以下特點(diǎn)1級(jí)間采用直接耦合方式。2盡可能地用有源器件代替無源器件，利用晶體管代替較大的電阻。3盡量采用對(duì)稱性電路結(jié)構(gòu)，保證器件參數(shù)的一致性，提高電路的性能指標(biāo)。集成運(yùn)放的分類通用型集成運(yùn)放：各種性能參數(shù)取值適中，適用于一般應(yīng)用場(chǎng)合。專用型集成運(yùn)放：突出一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)要求，如高輸入電阻型、低功耗型等。

1......第四章集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是一第四章集成運(yùn)算放大器

通用型集成運(yùn)放的內(nèi)部由4個(gè)部分組成，即輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和電流源電路（偏置電路和有源負(fù)載），如圖4-1所示。輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)電流源圖4-1通用型集成運(yùn)放內(nèi)部電路的一般組成2......第四章集成運(yùn)算放大器通用型集成運(yùn)放的內(nèi)第四章集成運(yùn)算放大器圖4-2(a)是一個(gè)由BJT構(gòu)成的電流源電路。即使A端電位在較大范圍內(nèi)變化，電流IC也基本不變。這種電路可以等效為一個(gè)高內(nèi)阻的電流源元件，如圖4-2(c)所示。圖4-2

分立元件電流源電路(a)(c)采用適當(dāng)?shù)妮o助電路可以使其恒流特性更接近于理想情況。下面討論幾種常見的電流源。3......第四章集成運(yùn)算放大器圖4-2(a)是一第四章集成運(yùn)算放大器4.2.1鏡像電流源鏡像電流源如圖4-3所示。晶體管VT1、VT2的性能參數(shù)具有很好的對(duì)稱性，即IB1=IB2=IB，β1=β2=β，IC1=IC2=IC。由圖4-3可知，IC1=IR-2IB=IR-2IC1/β，而基準(zhǔn)電流IR=（VCC-VBE）/R，所以有圖4-3

鏡像電流源電路(4-1)當(dāng)β>>2時(shí)，VCC從上式可以看出，當(dāng)R確定后，IR就確定了，IC2也隨之確定，把IC2看作IR的鏡像，所以稱圖4-3為鏡像電流源。I14......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.1鏡像電流源第四章集成運(yùn)算放大器在圖4-3所示電路中，當(dāng)β不夠大時(shí)，IC2就與IR存在一定的差別，為了彌補(bǔ)這一不足，在電路中接入VT3，如圖所示。

帶緩沖級(jí)的鏡像電流源電路（補(bǔ)充）bebe可見，利用緩沖級(jí)VT3的電流放大作用，減小了IB對(duì)IR的分流作用，從而提高了IC2與IR互成鏡像的精度。5......第四章集成運(yùn)算放大器在圖4-3所示電路第四章集成運(yùn)算放大器我們也可以用一個(gè)基準(zhǔn)電流產(chǎn)生多個(gè)電流源。如圖4-4所示的電路就是一個(gè)3路鏡像電流源。

圖4-43路鏡像電流源由于參數(shù)的一致性，IB1=IB2=IB3=IB4=IB，即IE5=4IB，故∴6......第四章集成運(yùn)算放大器我們也可以用一個(gè)基第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5

比例電流源電路(4-5)VCC∵VT1、VT2的基極對(duì)地電位相等。根據(jù)發(fā)射結(jié)電流方程,有(4-6)(4-7)(4-8)∴∴7......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5

比例電流源電路VCC(4-8)∴由于參數(shù)對(duì)稱性IS1=IS2，故若兩管射極電流比例在10倍以內(nèi)，則在室溫下，兩管VBE相差60mV，不到VBE（約0.7V）的10%。因此，可近似地認(rèn)為VBE1=VBE2，由(4-5)式(4-9)8......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5

比例電流源電路VCC(4-9)(4-10)因?yàn)镮E1≈IR，IE2≈IC2，所以(4-11)(4-12)其中9......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5第四章集成運(yùn)算放大器思考題：多路電流源電路如圖所示。已知各BJT的參數(shù)、VBE的數(shù)值相同，求各電流源IC1、IC2及IC3與基準(zhǔn)電流IR的關(guān)系。IC=IR-ΣIB/(1+β)，當(dāng)β較大時(shí)，有IC≈IR∴由于各管的β、VBE相同，則當(dāng)IR確定后，改變各電流源射極電阻，可獲得不同比例的輸出電流。10......第四章集成運(yùn)算放大器思考題：多路電流源電路如圖所示。已知第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6

微電流源電路利用兩管基—射極電壓差△VBE可以控制輸出電流IC2。由于△VBE的數(shù)值很小，故用阻值不大的Re2即可獲得微小的工作電流，稱為微電流源。鏡像電流源和比例電流源適用于較大工作電流（毫安量級(jí)）的場(chǎng)合，若需要減少IC2的值（例如微安級(jí)），必然要求基準(zhǔn)電阻R的值很大，而在集成電路中制作大電阻很不方便。因此，需要研究改進(jìn)型的電流源。若將圖4-5所示中的RE1短路，就成為一個(gè)微電流源電路，如圖4-6?！?*)將(4-8)式代入(*)式，得到11......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6微第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6

微電流源電路上式為一個(gè)超越方程，不可能解出IC2。但是，若給定IR=(VCC-VBE1)/R和IC2的值，可以選擇RE2(4-14)因?yàn)棣?gt;>1，則IR≈IE1，IC2≈IE2，所以已知VCC=9V，VBE1=0.7V，要使IR=1mA,IC2=10μA，求R和RE2的值。12......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6微第四章集成運(yùn)算放大器4.2.4集成有源負(fù)載放大電路在選擇共射放大電路的集電極電阻RC時(shí)，常常遇到這樣的矛盾：為了獲得較大的電壓增益，必須選用較大阻值的RC。但增大RC，必然使RC上的直流壓降增大。為了保證BJT的的動(dòng)態(tài)范圍，需要提高電源電壓。很高的電源電壓又會(huì)增大電路功耗和必須提高BJT的耐壓參數(shù)等。VCEQ=VCC-ICRCVCCVCC/RCQ因此，通過選用阻值很大的RC來提高電壓增益的方案是行不通的。13......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.4集成有源負(fù)載放大電路第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲線如圖4-8(a)所示。由圖看出，電流源的動(dòng)態(tài)電阻很大，而靜態(tài)電阻較小。因此，在放大電路的交流通路中，利用其動(dòng)態(tài)電阻大的特點(diǎn)可以提高電壓增益；在放大電路的直流通路中，利用其靜態(tài)電阻小的特點(diǎn)，使直流壓降較小，不需要提高電源電壓。采用電流源作為集電極負(fù)載（或射極負(fù)載）的放大電路稱為BJT有源負(fù)載放大器。有源負(fù)載共射放大電路如圖4-8(b)所示。圖4-8(b)有源負(fù)載共射放大電路VT2與VT3構(gòu)成鏡像電流源VT3為VT1的有源負(fù)載放大管VT1為基極輸入——集電極輸出結(jié)構(gòu)，構(gòu)成共射放大電路，輸出電壓與輸入電壓反向。14......第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲線如圖4-8(a)所示。由圖看出，電流源的動(dòng)態(tài)電阻很大，而靜態(tài)電阻較小。因此，在放大電路的交流通路中，利用其動(dòng)態(tài)電阻大的特點(diǎn)可以提高電壓增益；在放大電路的直流通路中，利用其靜態(tài)電阻小的特點(diǎn)，使直流壓降較小，不需要提高電源電壓。采用電流源作為集電極負(fù)載（或射極負(fù)載）的放大電路稱為BJT有源負(fù)載放大器。有源負(fù)載共射放大電路如圖4-8(b)所示。圖4-8(b)有源負(fù)載共射放大電路VT2與VT3構(gòu)成鏡像電流源VT3為VT1的有源負(fù)載放大管VT1為基極輸入——集電極輸出結(jié)構(gòu)，構(gòu)成共射放大電路，輸出電壓與輸入電壓反向。15......第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲4.3.1直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問題當(dāng)直接耦合放大電路輸入電壓信號(hào)為零時(shí)，放大器的輸出端靜態(tài)直流電位Vo漂移不定，即在預(yù)期的輸出直流電位的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生無規(guī)則、緩慢的變化。這種現(xiàn)象稱為放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。第四章集成運(yùn)算放大器圖4-9直接耦合放大器的零點(diǎn)漂移16......4.3.1直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問題電源電壓波動(dòng)、器件參數(shù)改變、溫度的變化都可以產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，其中溫度的變化是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因。因此，將零點(diǎn)漂移又稱為溫度漂移，簡(jiǎn)稱溫漂。溫漂帶來的危害主要有兩方面：其一，導(dǎo)致工作點(diǎn)偏離，使放大器輸出產(chǎn)生非線性失真；其二，使放大電路喪失放大微小信號(hào)的能力。因?yàn)檩敵鰷仄盘?hào)混雜在被放大的有用信號(hào)之中，當(dāng)有用的輸出信號(hào)與輸出端的溫漂大小相當(dāng)時(shí)，有用的輸出信號(hào)將會(huì)被輸出溫漂所“淹沒”。

為了抑制溫漂，提出了差動(dòng)放大電路。第四章集成運(yùn)算放大器17......電源電壓波動(dòng)、器件參數(shù)改變、溫度的變化都可4.3.2差動(dòng)放大電路的工作原理與性能分析

差動(dòng)放大電路如圖4-10所示。該電路的特點(diǎn)是電路兩側(cè)元件參數(shù)對(duì)稱，兩個(gè)發(fā)射極相連并由公共發(fā)射電阻RE將他們耦合在一起，所以也稱為射極耦合差動(dòng)放大電路。電路采用雙電源供電，VCC的負(fù)端和VEE的正端連在一起，作為公共電位。圖4-10基本差動(dòng)放大電路第四章集成運(yùn)算放大器18......4.3.2差動(dòng)放大電路的工作原理與性能分析圖4-10所示的電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端。這個(gè)特點(diǎn)使該電路的使用分為多種情況。從輸入方式看：輸入信號(hào)可以分別由兩個(gè)輸入端對(duì)地加輸入信號(hào)vi1和vi2，稱為雙端比較輸入。若其中一個(gè)信號(hào)為零（接地）時(shí)，則稱為單端輸入；也可以將輸入電壓信號(hào)vi加在兩個(gè)輸入端之間（浮地），則稱為雙端差模輸入（或浮地輸入）。從輸出方式看：可以從一個(gè)輸出端對(duì)地接負(fù)載電阻，稱為單端輸出；也可以在兩個(gè)輸出端之間接負(fù)載電阻，稱為雙端輸出（或浮地輸出）。圖4-10基本差動(dòng)放大電路第四章集成運(yùn)算放大器19......圖4-10所示的電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出4.3.2.1靜態(tài)分析

當(dāng)vi1=vi2=0時(shí)，即兩個(gè)輸入端對(duì)地短路時(shí)，差動(dòng)電路處于靜態(tài)。此時(shí)公共射極電位VE=-VBE≈-0.7V，流過RE的電流圖4-10基本差動(dòng)放大電路(4-16)(4-17)(4-18)由于兩側(cè)對(duì)稱，所以集電極電位(4-19)靜態(tài)時(shí)由于電路的對(duì)稱性，兩個(gè)輸出端的直流電位相等，即使溫度發(fā)生變化，由于溫度變化對(duì)兩側(cè)電路的影響是相同的，故兩個(gè)輸出端的直流電位相等關(guān)系仍能保持。可見，差放電路的對(duì)稱性越好，對(duì)雙端輸出時(shí)溫漂的抑制能力越強(qiáng)。第四章集成運(yùn)算放大器IIEQ1IEQ2ICQ1ICQ220......4.3.2.1靜態(tài)分析當(dāng)vi1=vi2第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re2=100Ω，BJT的β=100，VBE=0.6V。求(1)Q點(diǎn)(IB1、IC1、VCE1)；(2)當(dāng)vi1=0.01V、v2=-0.01V時(shí)，求輸出電壓vo=vo1-vo2的值；(3)當(dāng)C1、C2間接入負(fù)載電阻RL=5.6kΩ時(shí)，求vo的值；(4)求電路的差模輸入電阻Rid、共模輸入電阻Ric和輸出電阻Ro。(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)時(shí)，vi1=vi2=0V，即兩管的基極為地電位。由于電路兩邊對(duì)稱，因此有：IC1=IC2≈Io/2=1(mA)IB1=IC1/β=1/100=0.01(mA)VBE=VB-VE，∴VE=VB-VBE=-0.6VVCE1=VCC-IC1RC1-VE=10-1×5.6-(-0.6)=5(V)21......第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re24.3.2.2差模放大特性如果差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端的輸入電壓大小相等，極性相反，即vid1=-vid2，則將vid1、vid2分別稱為輸入端1和輸入端2的差模輸入信號(hào)。由圖4-10可以看出，若一側(cè)基極電位升高vid1，使iE1增大，則另一側(cè)基極電位降低vid1，使iE2減小。在小信號(hào)情況下，射極電流增大量與減小量相等。這就是說，小信號(hào)差模輸入時(shí)，RE中的電流將保持靜態(tài)值不變，即流過RE的差模信號(hào)為零。因此，圖4-11中RE被開路。圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路第四章集成運(yùn)算放大器圖4-10基本差動(dòng)放大電路vid2vid1=-vid2虛地22......4.3.2.2差模放大特性如果差動(dòng)放大4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路1.差模電壓放大倍數(shù)Avd

在小信號(hào)差模輸入的情況下，兩個(gè)輸出端的差模輸出信號(hào)vod1、vod2的極性也是相反的。若集電極C1電位瞬時(shí)降低，則集電極C2的瞬時(shí)電位必然升高。在圖示的參考方向下，雙端差模輸出電壓vod為vod=vod1-vod2=2vod1=-2vod2vid=vid1-vid2=2vid1=-2vid2雙端差模輸入電壓vid分別所以雙端輸入—雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)為(4-20)即雙端輸入—雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)等于單側(cè)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)。第四章集成運(yùn)算放大器23......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路而雙端輸入、單端輸出時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)為

在負(fù)載開路的情況下，單模輸出差模電壓放大倍數(shù)等于雙模輸出差模電壓放大倍數(shù)的一半。

以上討論中，兩個(gè)輸出端之間未接入負(fù)載電阻RL。若接入負(fù)載電阻RL，則由于RL的中點(diǎn)在差模動(dòng)態(tài)時(shí)保持電位不變，故在差模交流通路中，負(fù)載電阻RL等效為每個(gè)輸出端對(duì)地負(fù)載電阻，為RL/2。因此，有負(fù)載時(shí)的雙端輸入—雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)為(4-21)(4-22)第四章集成運(yùn)算放大器RLT1T224......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路

以上討論中，兩個(gè)輸出端之間未接入負(fù)載電阻RL。若接入負(fù)載電阻RL，則由于RL的中點(diǎn)在差模動(dòng)態(tài)時(shí)保持電位不變，故在差模交流通路中，負(fù)載電阻RL等效為每個(gè)輸出端對(duì)地負(fù)載電阻，為RL/2。因此，有負(fù)載時(shí)的雙端輸入—雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)為第四章集成運(yùn)算放大器RL輸出端接入負(fù)載RL的情況x-xy25......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性輸出端接入負(fù)載電阻RL的情況

有負(fù)載時(shí)的雙端輸入—雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)為可見，差放電路對(duì)差模電壓信號(hào)具有放大作用。在靜態(tài)工作點(diǎn)一定時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)與公共射極電阻RE無關(guān)。差放電路的差模電壓放大倍數(shù)是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。若單端輸出，即負(fù)載電阻RL接在一端對(duì)地，則單端輸出差模電壓放大倍數(shù)應(yīng)為(4-23)(4-24)第四章集成運(yùn)算放大器RLT2T126......4.3.2.2差模放大特性輸出端接入負(fù)載電阻RL的情況4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路第四章集成運(yùn)算放大器雙入雙出放大電路的交變等效通路2.差模輸入電阻Rid定義：差模輸入電阻定義為差模輸入電壓與差模輸入電流之比。(4-26)（差模輸入電阻越大越好）idid1id227......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路(4-26)第四章集成運(yùn)算放大器（差模輸出電阻越小越好）雙入雙出放大電路的交變等效通路3.差模輸出電阻Rod從兩個(gè)輸出端向放大器看入的等效交流電阻近似等于2RC，故雙端輸出時(shí)差模輸出電阻單端輸出時(shí)的差模輸出電阻(4-27)28......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式雙端輸入輸出方式雙端輸出單端輸出差模電壓增益差模輸入電阻原理電路圖差模輸出電阻RLvid2vid1=-vid2（T1管輸出取負(fù)，T2管輸出取正）RL29......第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式雙端輸入輸出方式雙端輸出單端第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re2=100Ω，BJT的β=100，VBE=0.6V。求

(2)當(dāng)vi1=0.01V、v2=-0.01V時(shí)，求輸出電壓vo=vo1-vo2的值；(3)當(dāng)C1、C2間接入負(fù)載電阻RL=5.6kΩ時(shí)，求vo的值；(4)求電路的差模輸入電阻Rid和差模輸出電阻Rod。(2)求輸出電壓vo的值∵vi1=-vi2∴為差模輸入方式30......第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re2第四章集成運(yùn)算放大器(3)當(dāng)接入負(fù)載電阻RL=5.6kΩ時(shí)，求輸出電壓vo的值因?yàn)閂C1=VC2，RL中沒有靜態(tài)電流，相當(dāng)于開路，所以當(dāng)C1、C2間接入負(fù)載電阻RL時(shí)，對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)沒有影響。RL31......第四章集成運(yùn)算放大器(3)當(dāng)接入負(fù)載電阻RL=5.6第四章集成運(yùn)算放大器(4)求電路的差模輸入電阻Rid和差模輸出電阻Rod差模輸入電阻Rid為RL差模輸出電阻Ro為32......第四章集成運(yùn)算放大器(4)求電路的差模輸入電阻Rid如果差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)大小相等，極性相同，即vi1=vi2=vic，則稱之為共模輸入電壓信號(hào)，并用vic表示。這就是說，假設(shè)兩個(gè)輸入端同時(shí)加極性為正、大小相同的信號(hào)，則兩側(cè)基極電位同時(shí)升高，兩側(cè)基極電流同時(shí)增大，并且增大的量相等，即公共射極電阻RE中電流的增量為2△iE1=2△iE2，公共射極電位升高2△iE1RE=△iE1(2RE)。將公共射極電阻RE等效到單側(cè)后變?yōu)?RE，即可得差放電路的共模交流通路如圖4-12所示。圖4-12基本差動(dòng)放大電路的共模交流通路第四章集成運(yùn)算放大器4.3.2.3共模抑制特性圖4-10基本差動(dòng)放大電路vi2vi1=vi22△iE12△iE1RE=△iE1R△iE1△iE1RE△iE1(2RE)RR△iE1R33......如果差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)大小相等，極性圖4-12基本差動(dòng)放大電路的共模交流通路1.共模電壓放大倍數(shù)Avc

雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)若單端接負(fù)載電阻RL，則共模電壓放大倍數(shù)為(4-29)通常滿足條件第四章集成運(yùn)算放大器4.3.2.3共模抑制特性(4-28)在理想對(duì)稱條件下，voc1=voc2，雙端輸出時(shí)共模電壓放大倍數(shù)Avc=0。單端輸出時(shí)的共模電壓放大倍數(shù)分別為所以(4-30)34......圖4-12基本差動(dòng)放大電路的共模交流通路1.共模電壓圖4-12基本差動(dòng)放大電路的共模交流通路第四章集成運(yùn)算放大器4.3.2.3共模抑制特性(4-31)差放電路的共模輸出電阻與差模輸出電阻相同，即2.共模輸入電阻Ric3.共模輸出電阻Roc單端輸出時(shí)雙端輸出時(shí)35......圖4-12基本差動(dòng)放大電路的共模交流通路第四章集成運(yùn)第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式雙端輸入輸出方式雙端輸出單端輸出共模電壓增益共模輸入電阻原理電路圖共模輸出電阻RLvicvic1=vic2RC→RC//RL36......第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式雙端輸入輸出方式雙端輸出單端第四章集成運(yùn)算放大器差端交流通路共模交流通路vid2vid1=-vid2基本差放電路的原理圖△iE1-△iE10vic1=vic2vic2△iE1△iE12△iE1RE=△iE1(2RE)37......第四章集成運(yùn)算放大器差端交流通路共模交流通路vid2vi第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式(雙端)差模輸出方式雙端輸出單端輸出電壓增益輸入電阻輸出電阻共模交流通路單端輸出雙端輸出RL/2RLRLT1T238......第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式(雙端)差模輸出方式雙端輸出第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路4.3.2.4共模抑制比KCMR

在差分式電路中，無論是溫度變化，還是電源電壓的波動(dòng)都會(huì)引起兩管集電極電流以及相應(yīng)的集電極電壓相同的變化，其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號(hào)。差模信號(hào)vi1=-vi2共模信號(hào)vi1=vi2有用的信號(hào)，需要放大無用的噪聲，需要抑制39......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路4.3.2.4共模抑制比K第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路4.3.2.4共模抑制比KCMR或者用dB（分貝）為單位表示(4-32)(4-33)

為了衡量差動(dòng)放大電路對(duì)差模電壓信號(hào)的放大能力和對(duì)共模電壓信號(hào)的抑制能力，引入差放電路的一個(gè)重要性能指標(biāo)——共模抑制比，記為KCMR。其定義為在理想對(duì)稱情況下，雙端輸出時(shí)，Avc→0，所以KCMR→∞。單端輸出時(shí)，由式(4-24)和式(4-30)可得(4-34)40......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路4.3.2.4共模抑制比K第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路4.3.2.5比較輸入時(shí)的放大特性共模輸入分量差模輸入分量(4-35)(4-36)如果兩個(gè)輸入端所加電壓信號(hào)vi1和vi2之間不滿足差模信號(hào)關(guān)系，又不滿足共模信號(hào)關(guān)系，則vi1和vi2是相互獨(dú)立的。這種輸入方式稱之為比較輸入方式。那么這種輸入方式差放電路的輸出響應(yīng)又該如何分析呢？分析思路：將輸入信號(hào)vi1和vi2分解為共模輸入分量與差模輸入分量，總的輸出響應(yīng)是共模響應(yīng)與差模響應(yīng)的代數(shù)和。設(shè)vi1=vic+vid1，vi2=vic+vid2，vid1=-vid2，可得

于是完成了輸入信號(hào)的分解。由式(4-36)和式(4-37)可得，兩個(gè)輸入端之間的差模輸入電壓vid=vid1-vid2=vi1-vi2。(4-37)41......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路4.3.2.5比較輸入時(shí)的第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路例如：設(shè)vi1=10mV，vi2=-4mV。則：vic=(10-4)/2=3mV，vid1=[10-(-4)]/2=7mV，vid2=-[10-(-4)]/2=-7mV，

vid=vid1-vid2=vi1-vi2=10-(-4)=14mV。又例如：設(shè)vi1=10sint，vi2=6cost。則：vic=(10sint+6cost)/2=5sint+3cost，差模信號(hào)vid=vid1-vid2=10sint-4cost。vid1=[10sint-6cost]/2=5sint-3cost，vid2=-vid1=-5sint+3cost

在小信號(hào)的情況下，輸出電壓等于差模響應(yīng)與共模響應(yīng)的代數(shù)和雙端輸出時(shí)：?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)：(4-38)(4-39)42......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路例如：設(shè)vi1=10m第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路單端輸入是比較輸入的一個(gè)特例，即其中一個(gè)輸入端輸入信號(hào)為零。例如，vi2=0，此時(shí)共模分量vic=vi1/2，等效到每端差模分量vid1=-vid2=vi1/2。兩個(gè)輸入端之間總的差模信號(hào)為vi1。43......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路單端輸入是比較第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路思考題：雙端輸入雙端輸出理想的差分式放大電路如圖題6.2.2所示。求解下列問題：(1)若vi1=1500μV,vi2=500μV，求差模輸入電壓vid，共模輸入電壓vic的值；(2)若Avd=100，求輸出電壓vod的值；(3)當(dāng)輸入電壓為vid時(shí)，若從T2的c2端輸出，求vc2與vid的相位關(guān)系；(4)若輸出電壓vo=100vi1-999vi2時(shí)，求電路的Avd、Avc和KCMR的值。若vi1=1500μV，vi2=500μV，求差模輸入電壓vid，共模輸入電壓vic的值共模輸入電壓vic為差模輸入電壓vid為44......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路思考題：雙端輸入雙端輸出理想的第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路思考題：雙端輸入雙端輸出理想的差分式放大電路如圖題6.2.2所示。求解下列問題：若Avd=100，求輸出電壓vod的值vc2與vid的同相當(dāng)輸入電壓為vid時(shí)，若從T2的c2端輸出，求vc2與vid的相位關(guān)系若輸出電壓vo=100vi1-999vi2時(shí)，求電路的Avd、Avc和KCMR的值。輸出電壓為∴差模電壓增益共模電壓增益共模抑制比45......第三章場(chǎng)效應(yīng)管及其模擬電路思考題：雙端輸入雙端輸出理想的4.3.3具有電流源的差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路存在的缺點(diǎn)是共模抑制比KCMR不夠高。例如基本差動(dòng)放大電路單端輸出時(shí)的共模抑制比為第四章集成運(yùn)算放大器增大β和RE來提高KCMR(單)

?REIIEQ1IEQ2ICQ1ICQ2圖4-10基本差動(dòng)放大電路通過增大β和RE來提高KCMR(單)

是行不通的。(4-34)46......4.3.3具有電流源的差動(dòng)放大電路差動(dòng)4.3.3具有電流源的差動(dòng)放大電路

若利用電流源代替RE，則可以有效地克服上述缺點(diǎn)。由于提高電流源電流可以減小rbe，電流源交流內(nèi)阻遠(yuǎn)大于RE，所以使KCMR(單)大大提高。具有電流源的差放電路如圖4-13所示。電流源采用鏡像電流源。第四章集成運(yùn)算放大器圖4-13帶電流源的差放電路47......4.3.3具有電流源的差動(dòng)放大電路若利第四章集成運(yùn)算放大器差模交流通路圖4-11共模交流通路圖4-12差模電壓增益共模電壓增益共模抑制比r為電流源的等效交流內(nèi)阻，它遠(yuǎn)大于RE48......第四章集成運(yùn)算放大器差模交流通路圖4-11共模交流通路圖第四章集成運(yùn)算放大器

集成運(yùn)放要求輸出級(jí)向負(fù)載提供足夠大的信號(hào)電壓和電流，并且具有盡可能小的輸出電阻。因此，選用射極輸出器是適宜的。圖4-14為互補(bǔ)型射極輸出器。VT1和VT2分別為NPN管和PNP管。圖4-14互補(bǔ)型射極輸出器當(dāng)vi=0時(shí)，兩管處于截止?fàn)顟B(tài)。IB1=IB2=0，IC1=IC2=0，vo=0當(dāng)vi為正半周期時(shí)，T1導(dǎo)通，T2截止。iE1=(β+1)iB1RL上輸出電壓vo的正半周近似等于vi的正半周期。當(dāng)vi為負(fù)半周期時(shí)，T1截止，T2導(dǎo)通。iE2=(β+1)iB2RL上輸出電壓vo的負(fù)半周近似等于vi的負(fù)半周期。

可見，由于NPN和PNP對(duì)電壓極性要求相反，故兩管交替導(dǎo)通，可共同完成放大電流的任務(wù)。其最大輸出電壓的幅度約等于VCC。49......第四章集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)放要求輸出級(jí)向負(fù)載提第四章集成運(yùn)算放大器

上述互補(bǔ)輸出器的主要缺點(diǎn)是輸出波形產(chǎn)生“交越失真”。由BJT的輸入特性曲線可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)電壓值小于死區(qū)電壓時(shí)，iB=0，iC=0，無輸出響應(yīng)。當(dāng)vi值雖大于死區(qū)電壓但比較小時(shí)，輸入特性呈指數(shù)關(guān)系，使iC對(duì)vi的跨導(dǎo)具有非線性，故輸出電壓波形如圖4-15所示。

為了減小交越失真，可以給VT1、VT2發(fā)射結(jié)加一個(gè)正偏電壓，其值稍大于死區(qū)電壓，使BJT的靜態(tài)電流略大于零。只要輸入電壓信號(hào)不為零，就可以產(chǎn)生輸出響應(yīng)，減小了交越失真。在集成運(yùn)放中常采用的偏置電路如圖4-16所示。50......第四章集成運(yùn)算放大器上述互補(bǔ)輸出器的主要缺點(diǎn)信心是成功的開始恒心是成功的方法謝謝您的關(guān)注！信心是成功的開始第四章集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是一種高增益的多級(jí)直接耦合放大電路。本章主要介紹集成運(yùn)放內(nèi)部電路的一般組成、電流源電路、差動(dòng)放大電路的基本工作原理，以及集成運(yùn)放的主要技術(shù)性能指標(biāo)。集成運(yùn)放內(nèi)部電路具有以下特點(diǎn)1級(jí)間采用直接耦合方式。2盡可能地用有源器件代替無源器件，利用晶體管代替較大的電阻。3盡量采用對(duì)稱性電路結(jié)構(gòu)，保證器件參數(shù)的一致性，提高電路的性能指標(biāo)。集成運(yùn)放的分類通用型集成運(yùn)放：各種性能參數(shù)取值適中，適用于一般應(yīng)用場(chǎng)合。專用型集成運(yùn)放：突出一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)要求，如高輸入電阻型、低功耗型等。

52......第四章集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是一第四章集成運(yùn)算放大器

通用型集成運(yùn)放的內(nèi)部由4個(gè)部分組成，即輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和電流源電路（偏置電路和有源負(fù)載），如圖4-1所示。輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)電流源圖4-1通用型集成運(yùn)放內(nèi)部電路的一般組成53......第四章集成運(yùn)算放大器通用型集成運(yùn)放的內(nèi)第四章集成運(yùn)算放大器圖4-2(a)是一個(gè)由BJT構(gòu)成的電流源電路。即使A端電位在較大范圍內(nèi)變化，電流IC也基本不變。這種電路可以等效為一個(gè)高內(nèi)阻的電流源元件，如圖4-2(c)所示。圖4-2

分立元件電流源電路(a)(c)采用適當(dāng)?shù)妮o助電路可以使其恒流特性更接近于理想情況。下面討論幾種常見的電流源。54......第四章集成運(yùn)算放大器圖4-2(a)是一第四章集成運(yùn)算放大器4.2.1鏡像電流源鏡像電流源如圖4-3所示。晶體管VT1、VT2的性能參數(shù)具有很好的對(duì)稱性，即IB1=IB2=IB，β1=β2=β，IC1=IC2=IC。由圖4-3可知，IC1=IR-2IB=IR-2IC1/β，而基準(zhǔn)電流IR=（VCC-VBE）/R，所以有圖4-3

鏡像電流源電路(4-1)當(dāng)β>>2時(shí)，VCC從上式可以看出，當(dāng)R確定后，IR就確定了，IC2也隨之確定，把IC2看作IR的鏡像，所以稱圖4-3為鏡像電流源。I155......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.1鏡像電流源第四章集成運(yùn)算放大器在圖4-3所示電路中，當(dāng)β不夠大時(shí)，IC2就與IR存在一定的差別，為了彌補(bǔ)這一不足，在電路中接入VT3，如圖所示。

帶緩沖級(jí)的鏡像電流源電路（補(bǔ)充）bebe可見，利用緩沖級(jí)VT3的電流放大作用，減小了IB對(duì)IR的分流作用，從而提高了IC2與IR互成鏡像的精度。56......第四章集成運(yùn)算放大器在圖4-3所示電路第四章集成運(yùn)算放大器我們也可以用一個(gè)基準(zhǔn)電流產(chǎn)生多個(gè)電流源。如圖4-4所示的電路就是一個(gè)3路鏡像電流源。

圖4-43路鏡像電流源由于參數(shù)的一致性，IB1=IB2=IB3=IB4=IB，即IE5=4IB，故∴57......第四章集成運(yùn)算放大器我們也可以用一個(gè)基第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5

比例電流源電路(4-5)VCC∵VT1、VT2的基極對(duì)地電位相等。根據(jù)發(fā)射結(jié)電流方程,有(4-6)(4-7)(4-8)∴∴58......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5

比例電流源電路VCC(4-8)∴由于參數(shù)對(duì)稱性IS1=IS2，故若兩管射極電流比例在10倍以內(nèi)，則在室溫下，兩管VBE相差60mV，不到VBE（約0.7V）的10%。因此，可近似地認(rèn)為VBE1=VBE2，由(4-5)式(4-9)59......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5

比例電流源電路VCC(4-9)(4-10)因?yàn)镮E1≈IR，IE2≈IC2，所以(4-11)(4-12)其中60......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.2比例電流源圖4-5第四章集成運(yùn)算放大器思考題：多路電流源電路如圖所示。已知各BJT的參數(shù)、VBE的數(shù)值相同，求各電流源IC1、IC2及IC3與基準(zhǔn)電流IR的關(guān)系。IC=IR-ΣIB/(1+β)，當(dāng)β較大時(shí)，有IC≈IR∴由于各管的β、VBE相同，則當(dāng)IR確定后，改變各電流源射極電阻，可獲得不同比例的輸出電流。61......第四章集成運(yùn)算放大器思考題：多路電流源電路如圖所示。已知第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6

微電流源電路利用兩管基—射極電壓差△VBE可以控制輸出電流IC2。由于△VBE的數(shù)值很小，故用阻值不大的Re2即可獲得微小的工作電流，稱為微電流源。鏡像電流源和比例電流源適用于較大工作電流（毫安量級(jí)）的場(chǎng)合，若需要減少IC2的值（例如微安級(jí)），必然要求基準(zhǔn)電阻R的值很大，而在集成電路中制作大電阻很不方便。因此，需要研究改進(jìn)型的電流源。若將圖4-5所示中的RE1短路，就成為一個(gè)微電流源電路，如圖4-6?！?*)將(4-8)式代入(*)式，得到62......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6微第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6

微電流源電路上式為一個(gè)超越方程，不可能解出IC2。但是，若給定IR=(VCC-VBE1)/R和IC2的值，可以選擇RE2(4-14)因?yàn)棣?gt;>1，則IR≈IE1，IC2≈IE2，所以已知VCC=9V，VBE1=0.7V，要使IR=1mA,IC2=10μA，求R和RE2的值。63......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.3微電流源圖4-6微第四章集成運(yùn)算放大器4.2.4集成有源負(fù)載放大電路在選擇共射放大電路的集電極電阻RC時(shí)，常常遇到這樣的矛盾：為了獲得較大的電壓增益，必須選用較大阻值的RC。但增大RC，必然使RC上的直流壓降增大。為了保證BJT的的動(dòng)態(tài)范圍，需要提高電源電壓。很高的電源電壓又會(huì)增大電路功耗和必須提高BJT的耐壓參數(shù)等。VCEQ=VCC-ICRCVCCVCC/RCQ因此，通過選用阻值很大的RC來提高電壓增益的方案是行不通的。64......第四章集成運(yùn)算放大器4.2.4集成有源負(fù)載放大電路第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲線如圖4-8(a)所示。由圖看出，電流源的動(dòng)態(tài)電阻很大，而靜態(tài)電阻較小。因此，在放大電路的交流通路中，利用其動(dòng)態(tài)電阻大的特點(diǎn)可以提高電壓增益；在放大電路的直流通路中，利用其靜態(tài)電阻小的特點(diǎn)，使直流壓降較小，不需要提高電源電壓。采用電流源作為集電極負(fù)載（或射極負(fù)載）的放大電路稱為BJT有源負(fù)載放大器。有源負(fù)載共射放大電路如圖4-8(b)所示。圖4-8(b)有源負(fù)載共射放大電路VT2與VT3構(gòu)成鏡像電流源VT3為VT1的有源負(fù)載放大管VT1為基極輸入——集電極輸出結(jié)構(gòu)，構(gòu)成共射放大電路，輸出電壓與輸入電壓反向。65......第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲線如圖4-8(a)所示。由圖看出，電流源的動(dòng)態(tài)電阻很大，而靜態(tài)電阻較小。因此，在放大電路的交流通路中，利用其動(dòng)態(tài)電阻大的特點(diǎn)可以提高電壓增益；在放大電路的直流通路中，利用其靜態(tài)電阻小的特點(diǎn)，使直流壓降較小，不需要提高電源電壓。采用電流源作為集電極負(fù)載（或射極負(fù)載）的放大電路稱為BJT有源負(fù)載放大器。有源負(fù)載共射放大電路如圖4-8(b)所示。圖4-8(b)有源負(fù)載共射放大電路VT2與VT3構(gòu)成鏡像電流源VT3為VT1的有源負(fù)載放大管VT1為基極輸入——集電極輸出結(jié)構(gòu)，構(gòu)成共射放大電路，輸出電壓與輸入電壓反向。66......第四章集成運(yùn)算放大器集成電流源的伏安特性曲4.3.1直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問題當(dāng)直接耦合放大電路輸入電壓信號(hào)為零時(shí)，放大器的輸出端靜態(tài)直流電位Vo漂移不定，即在預(yù)期的輸出直流電位的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生無規(guī)則、緩慢的變化。這種現(xiàn)象稱為放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。第四章集成運(yùn)算放大器圖4-9直接耦合放大器的零點(diǎn)漂移67......4.3.1直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移問題電源電壓波動(dòng)、器件參數(shù)改變、溫度的變化都可以產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，其中溫度的變化是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因。因此，將零點(diǎn)漂移又稱為溫度漂移，簡(jiǎn)稱溫漂。溫漂帶來的危害主要有兩方面：其一，導(dǎo)致工作點(diǎn)偏離，使放大器輸出產(chǎn)生非線性失真；其二，使放大電路喪失放大微小信號(hào)的能力。因?yàn)檩敵鰷仄盘?hào)混雜在被放大的有用信號(hào)之中，當(dāng)有用的輸出信號(hào)與輸出端的溫漂大小相當(dāng)時(shí)，有用的輸出信號(hào)將會(huì)被輸出溫漂所“淹沒”。

為了抑制溫漂，提出了差動(dòng)放大電路。第四章集成運(yùn)算放大器68......電源電壓波動(dòng)、器件參數(shù)改變、溫度的變化都可4.3.2差動(dòng)放大電路的工作原理與性能分析

差動(dòng)放大電路如圖4-10所示。該電路的特點(diǎn)是電路兩側(cè)元件參數(shù)對(duì)稱，兩個(gè)發(fā)射極相連并由公共發(fā)射電阻RE將他們耦合在一起，所以也稱為射極耦合差動(dòng)放大電路。電路采用雙電源供電，VCC的負(fù)端和VEE的正端連在一起，作為公共電位。圖4-10基本差動(dòng)放大電路第四章集成運(yùn)算放大器69......4.3.2差動(dòng)放大電路的工作原理與性能分析圖4-10所示的電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端。這個(gè)特點(diǎn)使該電路的使用分為多種情況。從輸入方式看：輸入信號(hào)可以分別由兩個(gè)輸入端對(duì)地加輸入信號(hào)vi1和vi2，稱為雙端比較輸入。若其中一個(gè)信號(hào)為零（接地）時(shí)，則稱為單端輸入；也可以將輸入電壓信號(hào)vi加在兩個(gè)輸入端之間（浮地），則稱為雙端差模輸入（或浮地輸入）。從輸出方式看：可以從一個(gè)輸出端對(duì)地接負(fù)載電阻，稱為單端輸出；也可以在兩個(gè)輸出端之間接負(fù)載電阻，稱為雙端輸出（或浮地輸出）。圖4-10基本差動(dòng)放大電路第四章集成運(yùn)算放大器70......圖4-10所示的電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出4.3.2.1靜態(tài)分析

當(dāng)vi1=vi2=0時(shí)，即兩個(gè)輸入端對(duì)地短路時(shí)，差動(dòng)電路處于靜態(tài)。此時(shí)公共射極電位VE=-VBE≈-0.7V，流過RE的電流圖4-10基本差動(dòng)放大電路(4-16)(4-17)(4-18)由于兩側(cè)對(duì)稱，所以集電極電位(4-19)靜態(tài)時(shí)由于電路的對(duì)稱性，兩個(gè)輸出端的直流電位相等，即使溫度發(fā)生變化，由于溫度變化對(duì)兩側(cè)電路的影響是相同的，故兩個(gè)輸出端的直流電位相等關(guān)系仍能保持。可見，差放電路的對(duì)稱性越好，對(duì)雙端輸出時(shí)溫漂的抑制能力越強(qiáng)。第四章集成運(yùn)算放大器IIEQ1IEQ2ICQ1ICQ271......4.3.2.1靜態(tài)分析當(dāng)vi1=vi2第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re2=100Ω，BJT的β=100，VBE=0.6V。求(1)Q點(diǎn)(IB1、IC1、VCE1)；(2)當(dāng)vi1=0.01V、v2=-0.01V時(shí)，求輸出電壓vo=vo1-vo2的值；(3)當(dāng)C1、C2間接入負(fù)載電阻RL=5.6kΩ時(shí)，求vo的值；(4)求電路的差模輸入電阻Rid、共模輸入電阻Ric和輸出電阻Ro。(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)時(shí)，vi1=vi2=0V，即兩管的基極為地電位。由于電路兩邊對(duì)稱，因此有：IC1=IC2≈Io/2=1(mA)IB1=IC1/β=1/100=0.01(mA)VBE=VB-VE，∴VE=VB-VBE=-0.6VVCE1=VCC-IC1RC1-VE=10-1×5.6-(-0.6)=5(V)72......第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re24.3.2.2差模放大特性如果差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端的輸入電壓大小相等，極性相反，即vid1=-vid2，則將vid1、vid2分別稱為輸入端1和輸入端2的差模輸入信號(hào)。由圖4-10可以看出，若一側(cè)基極電位升高vid1，使iE1增大，則另一側(cè)基極電位降低vid1，使iE2減小。在小信號(hào)情況下，射極電流增大量與減小量相等。這就是說，小信號(hào)差模輸入時(shí)，RE中的電流將保持靜態(tài)值不變，即流過RE的差模信號(hào)為零。因此，圖4-11中RE被開路。圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路第四章集成運(yùn)算放大器圖4-10基本差動(dòng)放大電路vid2vid1=-vid2虛地73......4.3.2.2差模放大特性如果差動(dòng)放大4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路1.差模電壓放大倍數(shù)Avd

在小信號(hào)差模輸入的情況下，兩個(gè)輸出端的差模輸出信號(hào)vod1、vod2的極性也是相反的。若集電極C1電位瞬時(shí)降低，則集電極C2的瞬時(shí)電位必然升高。在圖示的參考方向下，雙端差模輸出電壓vod為vod=vod1-vod2=2vod1=-2vod2vid=vid1-vid2=2vid1=-2vid2雙端差模輸入電壓vid分別所以雙端輸入—雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)為(4-20)即雙端輸入—雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)等于單側(cè)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)。第四章集成運(yùn)算放大器74......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路而雙端輸入、單端輸出時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)為

在負(fù)載開路的情況下，單模輸出差模電壓放大倍數(shù)等于雙模輸出差模電壓放大倍數(shù)的一半。

以上討論中，兩個(gè)輸出端之間未接入負(fù)載電阻RL。若接入負(fù)載電阻RL，則由于RL的中點(diǎn)在差模動(dòng)態(tài)時(shí)保持電位不變，故在差模交流通路中，負(fù)載電阻RL等效為每個(gè)輸出端對(duì)地負(fù)載電阻，為RL/2。因此，有負(fù)載時(shí)的雙端輸入—雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)為(4-21)(4-22)第四章集成運(yùn)算放大器RLT1T275......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路

以上討論中，兩個(gè)輸出端之間未接入負(fù)載電阻RL。若接入負(fù)載電阻RL，則由于RL的中點(diǎn)在差模動(dòng)態(tài)時(shí)保持電位不變，故在差模交流通路中，負(fù)載電阻RL等效為每個(gè)輸出端對(duì)地負(fù)載電阻，為RL/2。因此，有負(fù)載時(shí)的雙端輸入—雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)為第四章集成運(yùn)算放大器RL輸出端接入負(fù)載RL的情況x-xy76......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性輸出端接入負(fù)載電阻RL的情況

有負(fù)載時(shí)的雙端輸入—雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)為可見，差放電路對(duì)差模電壓信號(hào)具有放大作用。在靜態(tài)工作點(diǎn)一定時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)與公共射極電阻RE無關(guān)。差放電路的差模電壓放大倍數(shù)是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。若單端輸出，即負(fù)載電阻RL接在一端對(duì)地，則單端輸出差模電壓放大倍數(shù)應(yīng)為(4-23)(4-24)第四章集成運(yùn)算放大器RLT2T177......4.3.2.2差模放大特性輸出端接入負(fù)載電阻RL的情況4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路第四章集成運(yùn)算放大器雙入雙出放大電路的交變等效通路2.差模輸入電阻Rid定義：差模輸入電阻定義為差模輸入電壓與差模輸入電流之比。(4-26)（差模輸入電阻越大越好）idid1id278......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路的差模交流通路(4-26)第四章集成運(yùn)算放大器（差模輸出電阻越小越好）雙入雙出放大電路的交變等效通路3.差模輸出電阻Rod從兩個(gè)輸出端向放大器看入的等效交流電阻近似等于2RC，故雙端輸出時(shí)差模輸出電阻單端輸出時(shí)的差模輸出電阻(4-27)79......4.3.2.2差模放大特性圖4-11基本差動(dòng)放大電路第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式雙端輸入輸出方式雙端輸出單端輸出差模電壓增益差模輸入電阻原理電路圖差模輸出電阻RLvid2vid1=-vid2（T1管輸出取負(fù)，T2管輸出取正）RL80......第四章集成運(yùn)算放大器輸入方式雙端輸入輸出方式雙端輸出單端第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re2=100Ω，BJT的β=100，VBE=0.6V。求

(2)當(dāng)vi1=0.01V、v2=-0.01V時(shí)，求輸出電壓vo=vo1-vo2的值；(3)當(dāng)C1、C2間接入負(fù)載電阻RL=5.6kΩ時(shí)，求vo的值；(4)求電路的差模輸入電阻Rid和差模輸出電阻Rod。(2)求輸出電壓vo的值∵vi1=-vi2∴為差模輸入方式81......第四章集成運(yùn)算放大器思考題：電路如圖所示。Re1=Re2第四章集成運(yùn)算放大器(3)當(dāng)接入負(fù)載電阻RL=5.6kΩ時(shí)，求輸出電壓vo的值因?yàn)閂C1=VC2，RL中沒有靜態(tài)電流，相當(dāng)于開路，所以當(dāng)C1、C2間接入負(fù)載電阻RL時(shí)，對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)沒有影響。RL82......第四章集成運(yùn)算放大器(3)當(dāng)接入負(fù)載電阻RL=5.6第四章集成運(yùn)算放大器(4)求電路的差模輸入電阻Rid和差模輸出電阻Rod差模輸入電