模擬電路7.1、2節(jié)

1、7.1 概概 述述 7.2 差動式放大電路差動式放大電路 7.3 電流源電路電流源電路7.4 集成運算放大器集成運算放大器第第7章集成運算放大器章集成運算放大器 集成電路集成電路( Integrated circuit縮寫為縮寫為IC )是應(yīng)用半導(dǎo)體制造工藝把晶體管、場效應(yīng)管、是應(yīng)用半導(dǎo)體制造工藝把晶體管、場效應(yīng)管、電阻、小容量電容等許多元器件以及它們之電阻、小容量電容等許多元器件以及它們之間的連線都做在同一硅片上，然后封裝在管間的連線都做在同一硅片上，然后封裝在管殼里。這樣制成的具有特定功能的電子電路殼里。這樣制成的具有特定功能的電子電路稱為集成電路。稱為集成電路。 它的特點是體積小、重量輕

2、、性能好、它的特點是體積小、重量輕、性能好、功耗低、可靠性高。功耗低、可靠性高。7.1.1集成電路簡介集成電路簡介7.1 概概 述述 集成電路按功能可分為集成電路按功能可分為模擬集成電路模擬集成電路和和數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路兩大類。兩大類。 模擬集成電路按其特點分為模擬集成電路按其特點分為集成運算集成運算放大器、集成穩(wěn)壓器、集成功率放大器放大器、集成穩(wěn)壓器、集成功率放大器等。等。7.1.2 集成電路集成電路分類分類 由于制造工藝方面的原因，模擬集成由于制造工藝方面的原因，模擬集成電路具有下面一些特點：電路具有下面一些特點： 1 采用直接耦合方式。采用直接耦合方式。 2 采用差動放大電路。采用

3、差動放大電路。 3 用恒流源代替大阻值的電阻。用恒流源代替大阻值的電阻。 4 采用復(fù)合管的接法以改進(jìn)單管的性能。采用復(fù)合管的接法以改進(jìn)單管的性能。 5 集成電路中的元件性能一致，特別適宜集成電路中的元件性能一致，特別適宜于制作對稱結(jié)構(gòu)的電路。于制作對稱結(jié)構(gòu)的電路。7.1.3 模擬集成電路的結(jié)構(gòu)特點模擬集成電路的結(jié)構(gòu)特點 集成運算放大器集成運算放大器是一種高放大倍數(shù)的直是一種高放大倍數(shù)的直接耦合多級放大器。接耦合多級放大器。 直接耦合方式的放大電路存在著直接耦合方式的放大電路存在著溫漂問溫漂問題題，在多級放大器中，第一級的溫漂影，在多級放大器中，第一級的溫漂影響尤其嚴(yán)重，因此必須采取措施有效地響

4、尤其嚴(yán)重，因此必須采取措施有效地抑制溫漂。抑制溫漂。 輸 入 級 大 多 采 用輸 入 級 大 多 采 用 差 動 式 放 大 電 路差 動 式 放 大 電 路(Differential Amplifier)7.2 差動式放大電路差動式放大電路7.2.1 基本差動放大電路基本差動放大電路 組成：組成：由兩個相由兩個相同的共射單管放同的共射單管放大電路組成。大電路組成。 輸入：輸入：從兩個管子從兩個管子基極，稱為基極，稱為雙端輸入雙端輸入方式方式。 輸出：輸出：從兩個管子從兩個管子集電極之間取出，集電極之間取出，UO=UC1UC2，稱，稱為為雙端輸出方式雙端輸出方式。1. 工作原理工作原理UC1

5、+圖圖7.1 基本差動放大電路基本差動放大電路+Rs1+VCCUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2UI2UO+_T1T2-UC1+圖圖7.1 基本差動放大電路基本差動放大電路+Rs1+VCCUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2UI2UO+_T1T2- 條件條件：T1和和T2特性完全一致，特性完全一致，Rs1=Rs2，Rb1=Rb2，Rc1=Rc2， 即即兩邊電路是兩邊電路是完全對稱的。完全對稱的。UI1=UI2 = 0，兩管集電極靜態(tài)兩管集電極靜態(tài)值值UC1=UC2，輸出，輸出電壓電壓UO=0。UC1+圖圖7.1 基本差動放大電路基本差動放大電路+Rs1+VCCUI1Rs2Rb1R

6、c1Rc2Rb2UC2UI2UO+_T1T2-(1)靜態(tài)分析靜態(tài)分析當(dāng)當(dāng)T() UC1下降了下降了UC1，UC2下降了下降了UC2。由 于 電 路 對 稱 ，由 于 電 路 對 稱 ， UC1=UC2Ic1Ic2 輸入大小相等，極輸入大小相等，極性相同的信號，即性相同的信號，即UI1=UI2 共模共模信號信號UI C =UI 1 =UI2 。所以所以UO=(UC1UC1)(UC2UC2) = 0，即，即輸出電壓輸出電壓沒有溫漂沒有溫漂。UC1+圖圖7.1 基本差動放大電路基本差動放大電路+Rs1+VCCUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2UI2UO+_T1T2-(2)動態(tài)分析動態(tài)分析（共

7、模輸入）（共模輸入）UC1和和UC2的變化相的變化相同，因此輸出電壓同，因此輸出電壓UOC=0。 共模電壓放大倍共模電壓放大倍數(shù)數(shù)(Common-mode Gain)：當(dāng)：當(dāng)輸入共模信號時，輸入共模信號時，共 模 輸 出 電 壓共 模 輸 出 電 壓UOC與輸入電與輸入電壓壓UIC之比之比 。UC1+圖圖7.1 基本差動放大電路基本差動放大電路+Rs1+VCCUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2UI2UO+_T1T2-ICOCucUUA電 路 在電 路 在 理 想理 想對稱情況下對稱情況下，雙端輸出時，雙端輸出時，Auc=0?？?抑 制 共 ?？?抑 制 共 模信號。信號。用用Auc表示

8、。表示。UC1+圖圖7.1 基本差動放大電路基本差動放大電路+Rs1+VCCUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2UI2UO+_T1T2- 差動放大差動放大電路要放大信電路要放大信號時，輸入信號時，輸入信號號UI應(yīng)加在應(yīng)加在B1、B2兩個輸兩個輸入端上入端上，如圖，如圖7.2所示。所示。UI=UI1 UI2+VCC+UO_Rb1Rc1UIUI1Rs1Rs2Rc2Rb2B1B2UI2+_+_T1T27.2 差模輸入差動放大電路差模輸入差動放大電路(3)動態(tài)分析動態(tài)分析（差模輸入）（差模輸入）在兩邊電路完全在兩邊電路完全對稱的條件下，對稱的條件下，輸入信號輸入信號UI相相當(dāng)于在兩邊電路當(dāng)于在兩

9、邊電路的輸入端均分，的輸入端均分，因此因此UIUI+VCC+UO_Rb1Rc1UIRs1Rs2Rc2Rb2B1B2+_+_T1T27.2 差模輸入差動放大電路差模輸入差動放大電路UI1=UI/2，UI2=UI/2。/2/2T1和和T2的輸入的輸入電壓電壓UI1和和UI2大小相等，大小相等，極性相反極性相反, ,此時此時的輸入信號的輸入信號UI稱為差模信號稱為差模信號(Difference-mode Signal)，記為，記為UId。UId=UI1UI2。UI1UI2+VCC+UO_Rb1Rc1UIRs1Rs2Rc2Rb2B1B2+_+_T1T27.2 差模輸入差動放大電路差模輸入差動放大電路在

10、差模信號作用在差模信號作用下，兩管的電流和下，兩管的電流和集電極電位變化相集電極電位變化相反。反。當(dāng)當(dāng)UI為正時，為正時，UI10，UC10 +VCC+UO_Rb1Rc1UIUI1Rs1Rs2Rc2Rb2B1B2UI2+_+_T1T27.2 差模輸入差動放大電路差模輸入差動放大電路UI2=UI/2， UI2 0。在兩邊電路完在兩邊電路完全對稱的條件下，全對稱的條件下，UC1=-UC2。+VCC+UO_Rb1Rc1UIUI1Rs1Rs2Rc2Rb2B1B2UI2+_+_T1T27.2 差模輸入差動放大電路差模輸入差動放大電路UO=(UC1+UC1)(UC2+UC2)=2UC1=2UC2。因此，當(dāng)

11、因此，當(dāng)UI0時，時，UO0； 當(dāng)當(dāng)UI0。差動放大電路對共模信號無放大作用。差動放大電路對共模信號無放大作用。電路只對電路只對差模信號差模信號才起放大作用，故稱才起放大作用，故稱為差動放大電路為差動放大電路(Difference-mode Gain)。2.差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù) 輸入差模信號時，輸入差模信號時，Rs1+圖圖7.3差模輸入差動放大電路交流通路差模輸入差動放大電路交流通路Rb2_+Rs2UOdUIdUI1UI2Rb1Rc1Rc2T1T2+_差模輸出電壓差模輸出電壓UOd與差模輸與差模輸入電壓入電壓UId之比之比稱為稱為差模電壓放差模電壓放大倍數(shù)大倍數(shù)，用，用Aud來表示。來表示

12、。IdOdudUUA根據(jù)圖根據(jù)圖7.3可得在可得在輸入差模電壓的輸入差模電壓的作用下，作用下，每邊管子的輸出每邊管子的輸出電壓為：電壓為：U1IdU1I1C121AUAUUU2IdU2I2C221AUAUURs1+圖圖7.3差模輸入差動放大電路交流通路差模輸入差動放大電路交流通路Rb2_+Rs2UOdUIdUI1UI2Rb1Rc1Rc2T1T2+_C2U+_C1U+_因為電路對稱因為電路對稱Au1=Au2，所以，所以總的輸出電壓總的輸出電壓U2IdU1IdU2IdU1IdC2C1Od2121AUAUAUAUUUURs1+圖圖7.3差模輸入差動放大電路交流通路差模輸入差動放大電路交流通路Rb2_

13、+Rs2UIdUI1UI2Rb1Rc1Rc2T1T2+UOd+_u2u1IdOdudAAUUA得到差模放大得到差模放大倍數(shù)為倍數(shù)為 ：Rs1+圖圖7.3差模輸入差動放大電路交流通路差模輸入差動放大電路交流通路Rb2_+Rs2UOdUIdUI1UI2Rb1Rc1Rc2T1T2+_(1).不易實現(xiàn)電路的完全對稱現(xiàn)。不易實現(xiàn)電路的完全對稱現(xiàn)。3.存在問題存在問題 (3).無論單端還是雙端輸出無論單端還是雙端輸出,嚴(yán)重的溫漂會嚴(yán)重的溫漂會使本級靜態(tài)工作點進(jìn)入飽和或截止區(qū)使本級靜態(tài)工作點進(jìn)入飽和或截止區(qū),使放使放大電路不能正常工作大電路不能正常工作.(2).在實際工程中，常要求單端輸出信在實際工程中，常

14、要求單端輸出信號，不能抑制零漂。號，不能抑制零漂。1.1.射極公共電阻射極公共電阻的作的作用用 由于溫漂可以等由于溫漂可以等效為輸入端加共效為輸入端加共模信號，因此首模信號，因此首先分析先分析射極公共射極公共電阻電阻Re對共模信對共模信號的抑制作用號的抑制作用。7.2.2 具有射極公共電阻的差放電路具有射極公共電阻的差放電路Rc2UI1UERs1Rs2RLRc1IE1+IE2UO+_UI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE圖圖7.4具有射極公共電阻的差放電路具有射極公共電阻的差放電路_ReTIC1IC2UBE2利用電流負(fù)反饋抑制溫漂，共模信號時利用電流負(fù)反饋抑制溫漂，共模信號時(或溫或溫度升

15、高時度升高時)，單管中的發(fā)射極電流為，單管中的發(fā)射極電流為IEQ+IE，那么流過電阻那么流過電阻Re的電流即為的電流即為IRe=2IEQ+2IE (IE1+IE2)URe=(IE1+IE2)Re UEUBE1 IB1 IC1 IB2 IC2Re上的電壓降上的電壓降為：為： URe=(2IEQ+2IE)Re=(IEQ+IE)2Re 從電壓等效從電壓等效的觀點出發(fā)，的觀點出發(fā)，每個管子的每個管子的發(fā)射極相當(dāng)發(fā)射極相當(dāng)于接入了于接入了2Re，如圖如圖7.5所示。所示。 2Re2ReRs2+VCCRs1RLRc1Rc2UO+UIC+_T1T2-VEE圖圖 7.5 輸入共模信號輸入共模信號+UIC_ 根

16、據(jù)圖根據(jù)圖7.6示交示交流通路可知，流通路可知，每邊電路對共每邊電路對共模信號模信號UIC的的放大倍數(shù)為放大倍數(shù)為:ICOC1uc1UUAICOC2uc2UUAUICUIC_UOC_UOC1UOC2Rs1Rs22Re12Re2Rc1Rc2RLT1T2+_+圖圖7.6 輸入共模信號的交流通路輸入共模信號的交流通路 負(fù) 載 電 阻負(fù) 載 電 阻RL中沒有電中沒有電流 流 過 ， 視流 流 過 ， 視為為開路開路。ebescuc2uc12)1 (RrRRAARL_UICUICUOC_UOC1UOC2Rs1Rs22Re12Re2Rc1Rc2T1T2+_+圖圖7-6輸入共模信號的交流通路輸入共模信號的交

17、流通路 從上式中可見，從上式中可見，Re使每邊共模放大倍使每邊共模放大倍數(shù)顯著下降，即數(shù)顯著下降，即Re對共模信號有很強(qiáng)的對共模信號有很強(qiáng)的抑制作用抑制作用，Re越大，負(fù)反饋的作用越強(qiáng)，越大，負(fù)反饋的作用越強(qiáng)，每管的漂移越小，則抑制共模信號的作每管的漂移越小，則抑制共模信號的作用就越強(qiáng)。用就越強(qiáng)。 在差模信號作在差模信號作用下，兩管得到用下，兩管得到大小相等、極性大小相等、極性相反的輸入信號，相反的輸入信號，于是一管電流增于是一管電流增大，另一管電流大，另一管電流減小，且變化量減小，且變化量相等相等, Re對差模信號的對差模信號的放大倍數(shù)的影響放大倍數(shù)的影響:Rc2UI1UERs1Rs2RLR

18、c1ReIE1+IE2UO+_UI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE圖圖7.4具有射極公共電阻的差放電路具有射極公共電阻的差放電路_IE2+IE2即即Re上的總電流不上的總電流不變變，仍為仍為2IEQ，在，在Re上沒有上沒有信號壓降信號壓降。因而兩管電流之和因而兩管電流之和不變，不變，故不會影響差故不會影響差模放大倍數(shù)。模放大倍數(shù)。IE1+IE2IE1+IE1Rc2UI1UERs1Rs2RLRc1ReUO+_UI2+_T1T2VCCVEE圖圖7.4具有射極公共電阻的差放電路具有射極公共電阻的差放電路_所以對差模信號而所以對差模信號而言，言，Re如同短路，如同短路，2.2.電路的計算分析電路

19、的計算分析由于電路兩邊由于電路兩邊參數(shù)完全對稱，參數(shù)完全對稱，Rc2UI1UERs1Rs2RLRc1ReIE1+IE2UO+_UI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE圖圖7.4具有射極公共電阻的差放電路具有射極公共電阻的差放電路_即即T1和和T2特性一特性一致，致， Rc1=Rc2=Rc，Rs1=Rs2=Rs。(1)計算靜態(tài)工作點計算靜態(tài)工作點 在在UI1=UI2=0時，時，IE1=IE2=IE，由圖，由圖 7.4 得出得出VEE=IBRs+2IER+UBE通常有通常有IBRs 1，則，則 IC1=IC2=ICIE CB2B1IIIUCE1 = UCE2 = UCE = VCC+VEE-IC

20、Rc-2IERc(2)計算差模放大倍數(shù)計算差模放大倍數(shù)對差模信號對差模信號Re可視為短路可視為短路，在信號幅度不在信號幅度不太大的條件下，太大的條件下，仍可用仍可用h參數(shù)參數(shù)微變等效電路微變等效電路計算，其差模計算，其差模微變等效電路微變等效電路如圖如圖7.7所示。所示。+_+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2UIdUI1UI2IB1IB21IB12IB2圖圖7.7 差模微變等效電路差模微變等效電路+_+RL/2UC1UC2UOdRL/2RL對 交對 交流 信 號 而流 信 號 而言 ， 其 中言 ， 其 中心 相 當(dāng) 于心 相 當(dāng) 于接 地接 地 ， 每， 每邊接邊接 RL/2 的 負(fù)

21、 載 電的 負(fù) 載 電阻。這時阻。這時RL/2RL/2+_+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2UIdUI1UI2IB1IB21IB12IB2圖圖7.7 差模微變等效電路差模微變等效電路+_+UC1UC2UOdbesLcIdOdud)2/(rRRRUUA(3)計算差模輸入電阻和輸出電阻計算差模輸入電阻和輸出電阻+_+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2UIdUI1UI2IB1IB21IB12IB2圖圖7.7 差模微變等效電路差模微變等效電路+_+RL/2UC1UC2UOdRL/2差模輸入電阻差模輸入電阻是從是從差模輸入差模輸入信號兩端向放信號兩端向放大器看入的動大器看入的動態(tài)電阻態(tài)電阻

22、，顯然，顯然它等于半邊電它等于半邊電路輸入電阻的路輸入電阻的兩倍，即兩倍，即Rid = 2(Rs + rbe)Rid+_+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2UIdUI1UI2IB1IB21IB12IB2圖圖7.7 差模微變等效電路差模微變等效電路+_+RL/2UC1UC2UOdRL/2輸出電阻為輸出電阻為Rod = 2RcRod 射極公共電阻射極公共電阻Re越大越大，抑制共模信號的能抑制共模信號的能力就越強(qiáng)力就越強(qiáng)維持靜態(tài)工作點的維持靜態(tài)工作點的電源電源VEE相應(yīng)相應(yīng)增大增大。 大電阻在集成電路中不易制作。大電阻在集成電路中不易制作。 為此希望有這樣一種器件，為此希望有這樣一種器件，它的

23、交流它的交流等效電阻很大等效電阻很大，直流電壓降卻不太大直流電壓降卻不太大。恒恒流源流源就具有這種性能。就具有這種性能。7.2.3 具有恒流源的差放電路具有恒流源的差放電路 回想第五章中穩(wěn)定工作點電路回想第五章中穩(wěn)定工作點電路,射極射極串有電阻串有電阻Re后，輸出特性更為平坦，即后，輸出特性更為平坦，即在放大區(qū)很大范圍內(nèi)在放大區(qū)很大范圍內(nèi)iC基本上取決于基本上取決于iB的的值而與值而與uCE的大小無關(guān)，相當(dāng)于一個內(nèi)阻的大小無關(guān)，相當(dāng)于一個內(nèi)阻非常大的電流源。非常大的電流源。iCiCuCEUCEuCEICCCECEIURCCEceiurrceRCE這樣就得到了這樣就得到了如圖如圖7.8所示電所示

24、電路。路。因此可利用穩(wěn)因此可利用穩(wěn)定工作點電路定工作點電路來代替來代替Re。圖圖7-8具有恒流源的差放電路具有恒流源的差放電路+Rs2T1_+VCCUI1Rs1Rc1Rc2UI2UO+_T2-VEEIc3R1Re3R2e3BE3221EECCC3)(RURRRVVI將電流源將電流源簡化簡化為為內(nèi)阻無限大的恒內(nèi)阻無限大的恒流源流源(Constant Current Source)的電路如圖的電路如圖7.9所所示。示。 Ic3_-VEE_+VCCRs2Rc1Rc2UOUI2+UI1+_T1T2Rs17.9 具有恒流源的差放電路的簡化電路具有恒流源的差放電路的簡化電路 在圖在圖7.10中，中，D1和

25、和D2為溫為溫度 補(bǔ) 償 二 極度 補(bǔ) 償 二 極管 ， 設(shè) 其 正管 ， 設(shè) 其 正向 壓 降 為向 壓 降 為UD=0.7V，T1、T2、T3管的管的 = 5 0 ，UBE=0.7V，例例7.2+12VT110k100100+VCCRsRsRcRcR1UO+T2RE_UI1UI2_RE2k2k10k10k68kRL-12V20k-VEE圖圖7.10具有恒流源的差動放大電路具有恒流源的差動放大電路Re3R2D1D25.1kT3其它參數(shù)如其它參數(shù)如圖圖7.10所示。所示。試計算：試計算：靜態(tài)工作點；靜態(tài)工作點；差模電壓差模電壓放大倍數(shù)；放大倍數(shù)；差模輸入差模輸入電阻和輸出電阻和輸出電阻。電阻。

26、+12VT110k100100+VCCRsRsRcRcR1UO+T2RE_UI1UI2_RE2k2k10k10k68kRL-12V20k-VEE圖圖7.10具有恒流源的差動放大電路具有恒流源的差動放大電路Re3R2D1D25.1k+12VT110k100100+VCCRsRsRcRcR1UO+T2RE_UI1UI2_RE2k2k10k10k68kRL-12V20k-VEE圖圖7.10具有恒流源的差動放大電路具有恒流源的差動放大電路Re3R2D1D25.1k解解： 靜態(tài)工作靜態(tài)工作點的計算點的計算)V(46. 5124 . 120686 .2220)(EED2D1D2D1EECC212B3VUU

27、UUVVRRRU+12VT110k100100+VCCRsRsRcRcR1UO+T2RE_UI1UI2_RE2k2k10k10k68kRL-12V20k-VEE圖圖7.10具有恒流源的差動放大電路具有恒流源的差動放大電路Re3R2D1D25.1k)mA(14. 11 . 57 . 01246. 5E3BE3EEB3E3C3RUVUII)mA(57. 021C3C2C1III)A(4 .11)mA(0114. 05057. 0C3B2B1IIIUC1 = UC2 = VCC-ICRc = 12-0.5710 = 6.3(V)若忽略若忽略Rs和和RE上的靜態(tài)壓降，則上的靜態(tài)壓降，則UC3UE1 =

28、 UE2 = - 0.7(V)UE3 = UB3 -UBE3 = -5.46-0.7 = - 6.16(V)UCE1 =UCE2 =UC1-UE1 = 6.3+0.7 = 7(V)UCE3 =UC3 -UE3 = -0.7 + 6.16 = 5.46(V)差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù) )k(6 . 257. 0265130026)1 (300E3be2be1Irr2 .171 . 0506 . 22)5/10(50)1 ()2/(EbesLcUdRrRRRA輸出電阻為：輸出電阻為： Ro = Rc = 20(k)差模輸入電阻和輸出電阻差模輸入電阻和輸出電阻 差模輸入電阻為：差模輸入電阻為： Rid

29、 = 2Rs + rbe + (1+)RE = 2(2 + 2.6 + 510.1) = 19.4(k)7.2.4共模抑制比和其模輸入電壓范圍共模抑制比和其模輸入電壓范圍 差動放大電路放大的信號是差模輸入信差動放大電路放大的信號是差模輸入信號。號。 共模信號是外界客觀存在的。共模信號是外界客觀存在的。 實際上差動放大電路的輸入信號常是實際上差動放大電路的輸入信號常是既既有差模成分又有共模成分有差模成分又有共模成分。設(shè)差放的兩個輸入端對地的信號電壓為設(shè)差放的兩個輸入端對地的信號電壓為UI1和和UI2。那么差模輸入電壓。那么差模輸入電壓UId可可以表示為二者之差。以表示為二者之差。 UId =UI

30、1-UI2 共模輸入電壓共模輸入電壓UIC為二者的算術(shù)平均值：為二者的算術(shù)平均值：2I2I1ICUUU實際的每個輸入端的信號電壓相當(dāng)于每一邊實際的每個輸入端的信號電壓相當(dāng)于每一邊的差模輸入信號和共模輸入信號的疊加。即：的差模輸入信號和共模輸入信號的疊加。即：UO =UOd+UOc = AUdUId + AUcUIC2IdICI1UUU2IdICI2UUU當(dāng)差動放大電路在小信號范圍內(nèi)工作時，當(dāng)差動放大電路在小信號范圍內(nèi)工作時，按照疊加原理，可得輸出電壓按照疊加原理，可得輸出電壓UO為為: 式中式中UOd為差模輸出電壓，即為經(jīng)放大為差模輸出電壓，即為經(jīng)放大后輸出的信號電壓；后輸出的信號電壓； UO

31、c為共模輸出電壓，即為誤差電壓，為共模輸出電壓，即為誤差電壓，應(yīng)當(dāng)加以抑制。應(yīng)當(dāng)加以抑制。UO =UOd+UOc = AUdUId + AUcUIC實際電路不是完全對稱，或者單端輸出的實際電路不是完全對稱，或者單端輸出的形式，則形式，則Auc0，輸出電壓，輸出電壓UO中包含中包含UOc，即誤差電壓成分。即誤差電壓成分。一個性能良好的差放，其共模放大倍數(shù)應(yīng)一個性能良好的差放，其共模放大倍數(shù)應(yīng)非常低，能夠有效地抑制共模信號非常低，能夠有效地抑制共模信號。若差放電路是理想對稱的，而且是雙端若差放電路是理想對稱的，而且是雙端輸出的形式，那么輸出的形式，那么Auc=0，輸出電壓，輸出電壓UO=UOd。

32、定 義 共 模 抑 制 比定 義 共 模 抑 制 比 ( C o m m o n - m o d e Rejection Ratio 簡稱簡稱KCMR)為為:用分貝為單位表示為用分貝為單位表示為ucudCMRAAKucudCMRlg20)dB(AAK怎樣衡量差放電路抑制共模信號的能力怎樣衡量差放電路抑制共模信號的能力共模抑制比共模抑制比。 共模抑制比共模抑制比KCMR 實際的差動放大電路實際的差動放大電路，在輸入共模電壓，在輸入共模電壓超過某一定值時，將影響差分對管的工超過某一定值時，將影響差分對管的工作狀態(tài)，共模抑制比會下降，甚至不能作狀態(tài)，共模抑制比會下降，甚至不能正常工作，因此必須限制輸

33、入共模電壓正常工作，因此必須限制輸入共模電壓的大小。的大小。 在共模抑制比不低于規(guī)定值的條件下，在共模抑制比不低于規(guī)定值的條件下，允許輸入的最大共模電壓，稱為允許輸入的最大共模電壓，稱為共模輸共模輸入電壓范圍。入電壓范圍。 1.1.失調(diào)電壓失調(diào)電壓(Offset Voltage)和失調(diào)電流和失調(diào)電流(Offset Current) 7.2.5失調(diào)和調(diào)零失調(diào)和調(diào)零實際的差放，由于兩邊的管子特性和電阻參實際的差放，由于兩邊的管子特性和電阻參數(shù)不可能理想對稱、輸入為零時輸出一般不數(shù)不可能理想對稱、輸入為零時輸出一般不為零。這種現(xiàn)象稱為放大電路的為零。這種現(xiàn)象稱為放大電路的失調(diào)失調(diào)。放大電路的失調(diào)程度

34、可以用放大電路的失調(diào)程度可以用輸入端的失調(diào)電輸入端的失調(diào)電壓和失調(diào)電流壓和失調(diào)電流兩個參數(shù)來表示，也就是說，兩個參數(shù)來表示，也就是說，可以把放大電路輸出的失調(diào)看成是在輸入端可以把放大電路輸出的失調(diào)看成是在輸入端加一個輸入電壓和一個輸入電流的結(jié)果。加一個輸入電壓和一個輸入電流的結(jié)果。 圖圖7.11表示一表示一個有失調(diào)的實個有失調(diào)的實際差放電路，際差放電路，把它等效成圖把它等效成圖 7.12電路，其電路，其中中虛線框內(nèi)表虛線框內(nèi)表示一個理想的示一個理想的差動電路差動電路。UI2IB1IB2UO+_T2-VEE+VCCRc1Rc2ReT1UI1圖圖7.11有失調(diào)的放大器有失調(diào)的放大器 B2+B1+U

35、I+_UO=0時時 UI0 IB1IB2IB1=IB1-IIO/2 =(IB1+IB2)/2 =IB2+IIO/2=IB2UO=0時時UI=0IB1=IB2IIO=IB1-IB2IB1_UO-VEE+VCCRc1Rc2UIReT1T2IB2B1B2UIIIO/2+IB2UIO+IB1_圖圖7.12等效的放大器等效的放大器 由于實際差放電路不對稱，因此存在失由于實際差放電路不對稱，因此存在失調(diào)電壓和失調(diào)電流。調(diào)電壓和失調(diào)電流。輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIO：使放大器：使放大器UO=0時，兩時，兩個輸入端的偏置電流之差。個輸入端的偏置電流之差。輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓UIO：使放大電路：使放大電路

36、UO=0時輸入端所需的補(bǔ)償電壓；時輸入端所需的補(bǔ)償電壓；2.2.調(diào)零電路調(diào)零電路 實際的差動放大電路都存在失調(diào)電壓和實際的差動放大電路都存在失調(diào)電壓和失調(diào)電流。因此，失調(diào)電流。因此，實用的電路中都設(shè)計實用的電路中都設(shè)計有調(diào)零裝置有調(diào)零裝置，人為地將放大電路調(diào)到零，人為地將放大電路調(diào)到零輸入時輸出也為零。下面給出幾種常用輸入時輸出也為零。下面給出幾種常用的調(diào)零電路。的調(diào)零電路。圖圖7.13(a)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Rw，改變改變IC1和和IC2。設(shè)。設(shè)輸入為零時，輸入為零時，Uo為正，則為正，則Rw的滑的滑動端向左移，動端向左移，IC1，IC2，Uo0。Rw幾百歐姆幾百歐姆T2_UO+VCC-VEERc1R

37、c2ReT1Rw7.13(a) 發(fā)射極調(diào)零發(fā)射極調(diào)零7.13(b)改變改變Rw，改變改變Rc，Uo為正，為正，Rw向右移，向右移，Rc1，UC1Uo0。T2_UO+VCC-VEERc1Rc2ReT1Rw圖圖7.13(b) 集電極調(diào)零集電極調(diào)零調(diào) 節(jié) 圖調(diào) 節(jié) 圖 7 . 1 3（c）中）中 Rw，改變改變UB2，就，就是調(diào)節(jié)輸入給是調(diào)節(jié)輸入給T2管基極的補(bǔ)管基極的補(bǔ)償電壓的極性償電壓的極性和大小，等于和大小，等于加上加上UIO，從，從而使而使Uo0。+VCCVBBRRT2_UO-VEERc1Rc2ReT1Rw+圖圖7.13(c) 基極調(diào)零基極調(diào)零7.2.6 差動放大電路的四種接法差動放大電路的

38、四種接法 差動放大電路一般情況下的輸入信號和差動放大電路一般情況下的輸入信號和輸出信號輸出信號 輸入信號：輸入信號：差模：差模：UId =UI1-UI2 共模：共模：2I2I1ICUUU每一邊實際輸入每一邊實際輸入：2IdICI1UUU2IdICI2UUU 四種連接方式： 雙端輸入雙端輸出；雙端輸入雙端輸出； 雙端輸入單端輸出；雙端輸入單端輸出； 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出 單端輸入單端輸出。單端輸入單端輸出。實際輸出：實際輸出：UO =UOd+UOc = AUdUId + AUcUIC 雙端輸入、雙端輸出電路的雙端輸入、雙端輸出電路的差模放大倍數(shù)為：為：輸入電阻輸入電阻：Rid = 2

39、(Rs+rbe) 輸出電阻輸出電阻：Rod = 2RcbesLcIdOdud)2/(rRRRUUA共模放大倍數(shù)為：共模放大倍數(shù)為：Auc=01.雙端輸入、雙端輸出雙端輸入、雙端輸出2.雙端輸入、單端輸出雙端輸入、單端輸出雙端輸入、單雙端輸入、單端輸出電路如端輸出電路如圖圖7.14所示。所示。雙端輸入、單雙端輸入、單端輸出電路與端輸出電路與雙端輸入雙端雙端輸入雙端輸出電路比較輸出電路比較有下面有下面三點差三點差別別：T2+VCCUOdT1UI1RLRs1+_-VEERc1Rc2Re+_圖圖7.14 雙端輸入單端輸出電路雙端輸入單端輸出電路Rs2UI2IRe+UId（1）靜態(tài)時輸出端的直流電壓不為零。）靜態(tài)時輸出端的直流電壓不為零。（2）輸出信號只從一管集電極取出，差模）輸出信號只從一管集電極取出，差模放大倍數(shù)為雙端輸出電路的一半。放大倍