模電第6章差分放大節(jié)選

集成運(yùn)算放大器——高增益的直接耦合的集成的多級(jí)放大器。集成電路的工藝特點(diǎn)：（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特別有利于實(shí)現(xiàn)需要對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電路。（2）集成電路的芯片面積小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。（3）不易制造大電阻。需要大電阻時(shí)，往往使用有源負(fù)載。（4）只能制作幾十pF以下的小電容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大電容，只有外接。（5）不能制造電感，如需電感，也只能外接。第6章模擬集成電路直耦放大電路的特殊問題——零點(diǎn)漂移零漂現(xiàn)象：產(chǎn)生零漂的原因：零漂的衡量方法：由溫度變化引起的。當(dāng)溫度變化使第一級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生微小變化時(shí)，這種變化量會(huì)被后面的電路逐級(jí)放大，最終在輸出端產(chǎn)生較大的電壓漂移。因而零點(diǎn)漂移也叫溫漂。輸入ui=0時(shí)，，輸出有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。將輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端計(jì)算。例如若輸出有1V的漂移電壓。

則等效輸入有100uV的漂移電壓假設(shè)第一級(jí)是關(guān)鍵3.減小零漂的措施用非線性元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償采用差動(dòng)放大電路等效100uV漂移1V第一節(jié)差動(dòng)放大電路一.結(jié)構(gòu):對(duì)稱性結(jié)構(gòu)即：1=2=

UBE1=UBE2=UBE

rbe1=rbe2=rbe

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb

1.差動(dòng)放大電路一般有兩個(gè)輸入端：雙端輸入——從兩輸入端同時(shí)加信號(hào)。單端輸入——僅從一個(gè)輸入端對(duì)地加信號(hào)。

2.差動(dòng)放大電路可以有兩個(gè)輸出端。雙端輸出——從C1和C2輸出。單端輸出——從C1或C2

對(duì)地輸出。二.幾個(gè)基本概念2/2/20233.差模信號(hào)與共模信號(hào)差模信號(hào)：共模信號(hào)：差模電壓增益：共模電壓增益：總輸出電壓：4.共模抑制比三.差動(dòng)放大電路的基本工作原理

1.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：

忽略Ib，有：Ub1=Ub2=0V2.抑制零漂的原理:Uo=UC1-UC2

=0當(dāng)ui1

=

ui2

=0時(shí)，當(dāng)溫度變化時(shí)：UC1=UC2設(shè)T

ic1,ic2uc1

,uc2

uo=uc1-uc2=0(1)加入差模信號(hào)

ui1=-ui2=uid/2，3.電路的動(dòng)態(tài)分析（交流通道）

所以，Re對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路。若ui1,ui2ib1,ib2ie1,ie2IRe不變

UE不變

uic=0。四.差動(dòng)放大器的輸入輸出方式

差動(dòng)放大器共有四種輸入輸出方式:

1.雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出）2.雙端輸入、單端輸出（雙入單出）3.單端輸入、雙端輸出（單入雙出）4.單端輸入、單端輸出（單入單出）

第二節(jié)集成運(yùn)放簡(jiǎn)介

一.集成運(yùn)放的總體結(jié)構(gòu)

二.簡(jiǎn)單的集成運(yùn)放

原理電路：三.通用型集成運(yùn)放F007ABAB＋－u-－u+uo集成運(yùn)算放大器符號(hào)國(guó)際符號(hào)：國(guó)內(nèi)符號(hào)：集成運(yùn)放的特點(diǎn)：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小反相輸入端同相輸入端輸出端

1.輸入失調(diào)電UIO

輸入電壓為零時(shí)，將輸出電壓除以電壓增益，即為折算到輸入端的失調(diào)電壓。是表征運(yùn)放內(nèi)部電路對(duì)稱性的指標(biāo)。四集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)2.輸入失調(diào)電流

IIO

：在零輸入時(shí)，差分輸入級(jí)的差分對(duì)管基極電流之差，用于表征差分級(jí)輸入電流不對(duì)稱的程度。

3.最大差模輸入電壓Uidmax運(yùn)放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓，超過此電壓時(shí),差分管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。4.最大共模輸入電壓Vicmax在保證運(yùn)放正常工作條件下，共模輸入電壓的允許范圍。共模電壓超過此值時(shí)，輸入差分對(duì)管出現(xiàn)飽和，放大器失去共模抑制能力。5.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)

Aod

：

無反饋時(shí)的差模電壓增益。一般Aod在100～120dB左右，高增益運(yùn)放可達(dá)140dB以上。

6.差模輸入電阻rid

：

雙極型管輸入級(jí)約為105～106歐姆，場(chǎng)效應(yīng)管輸入級(jí)可達(dá)109歐姆以上。

7.共模抑制比

KCMR

：