模塊四差動放大電路與集成運算放大器

知識點一

差動放大電路知識點二

集成運算放大器模塊四：

差動放大電路與集成運算放大器知識點一

差動放大電路（一）

零點漂移的概念所謂零點漂移，是指放大電路在沒有輸入信號時，輸出電壓偏離原來的起始點而上下波動。零點漂移的產(chǎn)生，主要是因晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響，因此零點漂移也稱為溫度漂移，簡稱溫漂。

抑制零點漂移可以采用多種措施，其中最有效的措施是采用差動放大電路，簡稱“差放”。（二）

差動放大電路的基本形式1．電路構(gòu)成與特點2．差動放大電路抑制零漂的原理利用電路對稱性可以抑制零點漂移現(xiàn)象。3．靜態(tài)分析

圖4.1典型基本差動放大電路圖4.2基本差動放大電路的直流通路

靜態(tài)射極電流為（4-1）

靜態(tài)基極電流為（4-2）

靜態(tài)時VT1管壓降為（4-3）

因電路參數(shù)對稱，VT2管的靜態(tài)參數(shù)與VT1管相同，故靜態(tài)時，兩管集電極對地電位相等，即UC1=UC2。故兩管集電極之間電位差為零，即輸出電壓uo=UC1?UC2=0。4．差模信號與共模信號

定義差模信號為兩個輸入信號之差，共模信號為兩個輸入信號的算術(shù)平均值，即（4-4）

這樣，可以用差模和共模信號表示兩個輸入信號：（4-5）（4-6）

其中，Aud為差模電壓放大倍數(shù)（定義為差模輸出電壓uod與差模輸入電壓uid的比值）；Auc為共模電壓放大倍數(shù)（定義為共模輸出電壓uoc與共模輸入電壓uic的比值）。5．差模特性分析（1）差模電壓放大倍數(shù)Aud（4-7）

差動放大電路雙端輸出時的差模電壓放大倍數(shù)和單邊電路的電壓放大倍數(shù)相等。若在VT1、VT2集電極之間接負(fù)載RL，電路的差模電壓放大倍數(shù)為（4-8）圖4.3基本差動放大電路差模輸入時的交流通路

圖4.4帶負(fù)載的差動放大電路（4-9）（2）差模輸入電阻rid（3）差模輸出電阻rod（4-10）6．共模特性分析（1）共模電壓放大倍數(shù)Auc（4-11）圖4.5共模輸入時基本差放電路的交流通路（2）共模抑制比KCMR

定義差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比為共模抑制比，即（4-12）

差模電壓放大倍數(shù)越大，共模電壓放大倍數(shù)越小，KCMR越大，差動放大電路的性能越好。為了方便，也可用分貝（dB）的形式表示共模抑制比（4-13）（三）

差動放大電路的輸入、輸出形式

差動放大電路具有4種不同的工作狀態(tài)：雙端輸入，雙端輸出；單端輸入，雙端輸出；雙端輸入，單端輸出；單端輸入，單端輸出。

可以看作一對差模信號（）和一對共模信號（）的疊加，故可以直接利用雙端輸入時的公式（式（4-6））進行計算。1.單端輸入，

2.單端輸出

單端輸出的輸出信號可以取自VT1或VT2的集電極。（1）單端輸出時的差模電壓放大倍數(shù)Aud1

根據(jù)單端輸出位置不同，差模電壓放大倍數(shù)可正可負(fù)。（4-14）（2）單端輸出時的共模電壓放大倍數(shù)Auc1（4-15）（3）單端輸出時的共模抑制比（4-16）（4）單端輸出時差動放大電路的輸出電阻（4-17）例題4-1：在圖4.6所示差動放大電路中，已知UCC=UEE=12V，三極管的

=50，Rc=30k，Re=27k，R=10k，RW=500，設(shè)RW的活動端調(diào)在中間位置，負(fù)載電阻RL=20k。試估算放大電路的靜態(tài)工作點、差模電壓放大倍數(shù)Aud、差模輸入電阻rid和輸出電阻rod。解：由三極管的基極回路可得：

差模輸入時放大電路的交流通路如圖4.7所示。由圖可求得差模電壓放大倍數(shù)為圖4.6接有調(diào)零電位器的差動放大電路

圖4.7圖4.6的交流通路式中，

則

（四）

恒流源式差動放大電路例題4-2：在圖4.10所示的恒流源式差動放大電路中，設(shè)UCC=UEE=12V，三極管的

均為50，Rc=100k，Re=33k，R=10k，RW=200，穩(wěn)壓管的UZ=6V。試估算（1）放大電路的靜態(tài)工作點Q；（2）差模電壓放大倍數(shù)；（3）差模輸入電阻和差模輸出電阻。圖4.8恒流源式差動放大電路圖4.9恒流源式差動放大電路的簡化表示法解：（1）靜態(tài)分析由圖可見則

（2）差模電壓放大倍數(shù)圖4.10例題4-2電路圖

圖4.11圖4.10的交流通路其中所以（3）差模輸入電阻和差模輸出電阻

由單邊電路的交流分析可知

知識點二

集成運算放大器（一）

集成運算放大器的基本組成圖4.12集成運放的基本組成部分

圖4.13集成運算放大器的電路符號（二）

集成運算放大器的主要性能指標(biāo)1．開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)2．輸入失調(diào)電壓3．輸入偏置電流（4-19）4．輸入失調(diào)電流（4-20）5．輸入失調(diào)電壓溫漂和輸入失調(diào)電流溫漂6．共模抑制比7．差模輸入電阻8．輸出電阻能力培養(yǎng)（一）集成運算放大器的選擇能力培養(yǎng)（二）集成運算放大器的測試能力培養(yǎng)（三）集成運放的保護能力培養(yǎng)（四）集成運放使用前的準(zhǔn)備模塊四能力培養(yǎng)能力培養(yǎng)（一）

集成運算放大器的選擇1．集成運放的選擇（1）信號源的性質(zhì)（2）負(fù)載的性質(zhì)（3）精度要求（4）環(huán)境條件能力培養(yǎng)（二）集成運放參數(shù)的測試

用萬用表估測運放的放大能力。以A741為例，其管腳排列如圖4.14（a）所示。圖4.14A741參數(shù)設(shè)置能力培養(yǎng)（三）集成運放的保護（1）輸入保護圖4.15（a）所示為防止差模電壓過大的保護電路，