第4章多級電路和集成運(yùn)算放大器

第4

章4.1多級放大電路4.5通用集成運(yùn)放4.6集成運(yùn)放的主要參數(shù)和低頻等效電路4.3差分放大電路4.2集成運(yùn)放概述4.4集成運(yùn)放偏置電路中的電流源電路

引言4.1.1級間耦合問題4.1.2多級放大電路的分析4.1多級放大電路

為什么要多級放大？在第2章，我們主要研究了由一個(gè)晶體管組成基本放大電路，它們的電壓放大倍數(shù)一般只有幾十倍。但是在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要放大非常微弱的信號，上述的放大倍數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了獲得更高的電壓放大倍數(shù)，可以把多個(gè)基本放大電路連接起來，組成“多級放大電路”。其中每一個(gè)基本放大電路叫做一“級”，而級與級之間的連接方式則叫做“耦合方式”。實(shí)際上，單級放大電路中也存在電路與信號源以及負(fù)載之間的耦合問題。引言4.1.1級間耦合問題極間耦合形式：直接耦合A1A2電路簡單，能放大交、直流信號，“Q”互相影響，零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。阻容耦合A1A2各級“Q”獨(dú)立，只放大交流信號，信號頻率低時(shí)耦合電容容抗大。變壓器耦合A1A2用于選頻放大器、功率放大器等。光電耦合1、阻容耦合阻容耦合是通過電容器將后級電路與前級相連接，其方框圖所示。阻容耦合放大電路的方框圖單級阻容耦合放大電路兩極阻容耦合放大電路1）各級的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。由于電容器隔直流而通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨(dú)立的，這樣就給設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來很大方便。2）在傳輸過程中，交流信號損失少。只要耦合電容選得足夠大，則較低頻率的信號也能由前級幾乎不衰減地加到后級，實(shí)現(xiàn)逐級放大。優(yōu)點(diǎn)：3）電路的溫漂小。4）體積小，成本低。缺點(diǎn)：2）低頻特性差；1）無法集成；3）只能使信號直接通過，而不能改變其參數(shù)。2、變壓器耦合變壓器可以通過磁路的耦合把一次側(cè)的交流信號傳送到二次側(cè)，因此可以作為耦合元件。變壓器耦合的兩級放大電路為什么要講變壓器耦合？因?yàn)樽儔浩髟趥魉徒涣餍盘柕耐瑫r(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。圖4-5變壓器的等效電路工作原理：優(yōu)點(diǎn)：1）變壓器耦合多級放大電路前后級的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。因?yàn)樽儔浩鞑荒軅魉椭绷餍盘枴?）變壓器耦合多級放大電路基本上沒有溫漂現(xiàn)象。3）變壓器在傳送交流信號的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。缺點(diǎn)：1）高頻和低頻性能都很差；2）體積大，成本高，無法集成。3直接耦合直接耦合的兩級放大電路存在兩個(gè)問題：1)T1處于飽和2）采用同類型的管子,使集電極電位一直升高,從而限制了級數(shù)的進(jìn)一步提高.（1）直接耦合的具體形式為了解決這個(gè)問題：可以采用如下的辦法。T1處于飽和1）T1處于飽和（a）RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a)加入電阻RE2方法一：RRB1C1R

C2uiuoTT12RUz+VDzCC（b）在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管方法二：RRB1C1RE2uiuoTT12RC2VCC+2)級數(shù)不能太多可以在電路中采用不同類型的管子，即NPN和PNP管配合使用，如下圖所示。利用NPN型管和PNP型管進(jìn)行電平移動(dòng)（1）電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。由于級間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。（2）便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻，沒有電容器和電感器，因此便于集成。缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）各級的靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，相互影響。會(huì)給設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)試帶來不便。（2）引入了零點(diǎn)漂移問題。零點(diǎn)漂移對直接耦合放大電路的影響比較嚴(yán)重。（2）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)（3）直接耦合放大電路中的零點(diǎn)漂移問題1）何謂零點(diǎn)漂移？2）產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因3）零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性及其抑制方法電阻，管子參數(shù)的變化，電源電壓的波動(dòng)。如果采用高精度電阻并經(jīng)經(jīng)過老化處理和采用高穩(wěn)定度的電源，則晶體管參數(shù)隨溫度的變化將成為產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因。如果零點(diǎn)漂移的大小足以和輸出的有用信號相比擬，就無法正確地將兩者加以區(qū)分。因此，為了使放大電路能正常工作，必須有效地抑制零點(diǎn)漂移。注意：為什么只對直接耦合多級放大電路提出這一問題呢？原來溫度的變化和零點(diǎn)漂移都是隨時(shí)間緩慢變化的，如果放大電路各級之間采用阻容耦合，這種緩慢變化的信號不會(huì)逐級傳遞和放大，問題不會(huì)很嚴(yán)重。但是，對直接耦合多級放大電路來說，輸入級的零點(diǎn)漂移會(huì)逐級放大，在輸出端造成嚴(yán)重的影響。特別時(shí)當(dāng)溫度變化較大，放大電路級數(shù)多時(shí)，造成的影響尤為嚴(yán)重。抑制零點(diǎn)漂移的方法：1）采用恒溫措施，使晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽，因此設(shè)備復(fù)雜，成本高。2）采用溫度補(bǔ)償法。就是在電路中用熱敏元件或二極管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）來與工作管的溫度特性互相補(bǔ)償。最有效的方法是設(shè)計(jì)特殊形式的放大電路，用特性相同的兩個(gè)管子來提供輸出，使它們的零點(diǎn)漂移相互抵消。這就是“差動(dòng)放大電路”的設(shè)計(jì)思想。3）采用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。4）各級之間采用阻容耦合。4）零點(diǎn)漂移大小的衡量△uIdr=△uOdr/Au△T△uOdr是輸出端的漂移電壓；△uIdr就是溫度每變化1℃折合到放大電路輸入端的漂移電壓?！鱐是溫度的變化；Au是電路的電壓放大倍數(shù)；4.光電耦合光電耦合方式是通過光電耦合器件實(shí)現(xiàn)的

.思路：根據(jù)電路的約束條件和管子的IB、IC和IE的相互關(guān)系，列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn)，則應(yīng)以此為突破口，簡化求解過程。4.1.2多級放大電路的分析1、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析變壓器耦合同第二章單級放大電路阻容耦合直接耦合思路：根據(jù)電路的約束條件和管子的IB、IC和IE的相互關(guān)系，列出方程組求解。如果電路中有特殊電位點(diǎn)，則應(yīng)以此為突破口，簡化求解過程。例4-1圖4-8是一個(gè)輸入短路的兩級直接耦合放大電路，計(jì)算IBQ1、ICQ1、UCEQ1和IBQ2、ICQ2、UCEQ2的值。設(shè)VT1、VT2的β值分別是β1=50，β2=35，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=4V，UBEQ1=UBEQ2=0.7V。圖4—8例4-1所用的圖例4-2如果將上例圖中VT2管射級所接穩(wěn)壓管VDZ改為電阻RE2，取消電阻R，其余電路和參數(shù)不變，要求靜態(tài)輸出電壓仍為UOQ=7.1V，問RE2應(yīng)為多大？圖4-9例4-2所用的圖例4-3如果在電路中給定了RE2的值，要求計(jì)算UOQ=？圖4—11例4-4所用的圖例4-4:

計(jì)算其靜態(tài)工作點(diǎn)例4-5:如圖所示的兩級電壓放大電路，已知β1=β2=50,T1和T2均為3DG8D。計(jì)算前、后級放大電路的靜態(tài)值(UBE=0.6V);

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.Ui.解:

兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.Ui.第一級是射極輸出器:第二級是分壓式偏置電路：RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–Ui.T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.2、動(dòng)態(tài)性能分析Au1第一級Au2第二級Aun末級uiuo1RLRSuousuo2ui2uinii=Au1·Au2

·

·

·

AunAu1(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)+·

·

·+Aun

(dB)（1）放大倍數(shù)的計(jì)算注意：Auk（k為1～之間的任一個(gè)數(shù)）并不指獨(dú)立的各級的電壓增益，必須考慮前后級對它的影響。

方法1：在計(jì)算第一級的電壓放大倍數(shù)時(shí)，把第二級的輸入電阻（包括偏置電阻）Ri2作為第一級的負(fù)載，即。方法2：在計(jì)算第一級的電壓放大倍數(shù)時(shí)，先認(rèn)為，即先計(jì)算第一級空載的電壓放大倍數(shù)。然后在計(jì)算第二級的電壓放大倍數(shù)時(shí)，把第一級的輸出電阻作為第二級的信號源電阻，計(jì)算出?？紤]級與級之間的相互影響，計(jì)算各級電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)把后級的輸入電阻作為前級的負(fù)載處理!!!（2）輸入和輸出電阻的計(jì)算多級放大電路的輸入電阻為第一級放大電路的輸入電阻。多級放大電路的輸出電阻為最后一級放大電路的輸出電阻。例3:例4-6:如圖所示的兩級電壓放大電路，已知β1=β2=50,T1和T2均為3DG8D。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010koU.Ui.（1）求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。（2）求放大電路的輸入電阻和輸出電阻（1）求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)第一級放大電路為射極輸出器2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路總電壓放大倍數(shù)2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.(2)

計(jì)算

r

i和r

0微變等效電路2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.

由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻

ri等于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻ri1與負(fù)載有關(guān)，而射極輸出器的負(fù)載即是第二級輸入電阻

ri2。2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.1=60,2=100;rbe1=2k,rbe2=2.2k。求Au,Ri,Ro。例4-7:[解]Ri2=R6//R7

//rbe2RL1=R3//Ri2AU=AU1?AU2Ri=Ri1=R1//R2

//

[rbe1+(1+1)R4]Ro=R8=4.7k例4-8:晶體管和效應(yīng)管組成的多級放大電路3、三種耦合方式放大電路的應(yīng)用場合阻容耦合放大電路：用于交流信號的放大。變壓器耦合放大電路：用于功率放大及調(diào)諧放大。直接耦合放大電路：一般用于放大直流信號或緩慢變化的信號。集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了抑制零漂，它的輸入級采用特殊形式的差動(dòng)放大電路。4.2集成運(yùn)放概述4.2.1集成電路簡介1．集成電路的概念集成電路是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種微型電子器件或部件，采用半導(dǎo)體制造工藝將晶體管、場效應(yīng)管、二極管、電阻等元器件以及電路的連線都集中制作在一小塊半導(dǎo)體硅基片上，并封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)完整的具有一定功能的微型結(jié)構(gòu)器件，稱為集成電路。

2．集成電路的種類

單個(gè)芯片上能集成的元器件數(shù)目:小規(guī)模（SSI）、中規(guī)模（MSI）、大規(guī)模（LSI）和超大規(guī)模（VLSI）

集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同:模擬集成電路和數(shù)字集成電路

3．模擬集成電路的特點(diǎn)（1）采用直接耦合方式；（2）為克服直接耦合方式帶來的溫漂現(xiàn)象,采用了一種特殊的溫度補(bǔ)償手段----輸入級是差動(dòng)放大電路；（3）大量采用BJT或FET構(gòu)成恒流源，代替大阻值，或用于設(shè)置靜態(tài)電流；（4）采用復(fù)合管接法改進(jìn)單管性能。4.2.2集成運(yùn)算放大電路的基本組成

集成運(yùn)算放大電路的組成框圖

1.輸入級2.中間級3．輸出級集成運(yùn)放的輸入級對整個(gè)運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)影響較大，是提高集成運(yùn)放質(zhì)量的關(guān)鍵部分，要求其有高輸入電阻、能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾。

中間級主要完成電壓放大任務(wù)。要求有較高的電壓增益，一般采用帶有源負(fù)載（恒流源）的共發(fā)射極電壓放大電路。輸出級的任務(wù)是進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，要求其輸出電阻低、帶負(fù)載能力強(qiáng)、能輸出足夠大的電壓和電流、波形失真小、電源轉(zhuǎn)換效率高。

4．偏置電路偏置電路主要為各級放大電路提供合適的靜態(tài)工作電流，以確定各級的靜態(tài)工作點(diǎn)。

4.3

差分放大電路4.3.1差分放大電路的工作原理4.3.3具有恒流源差分放大電路4.3.2差分放大電路的輸入輸出形式4.3.1差動(dòng)放大電路的工作原理(DifferentialAmplifier)一電路組成及抑制零漂的工作原理1、電路組成

特點(diǎn)：

a.兩只完全相同的管子；

b.兩個(gè)輸入端，兩個(gè)輸出端；

c.元件參數(shù)對稱；

原理：靜態(tài)時(shí)，輸入信號為零，即將輸入端①和②短接。由于兩管特性相同，所以當(dāng)溫度或其他外界條件發(fā)生變化時(shí)，兩管的集電極電流ICQ1和ICQ2的變化規(guī)律始終相同，結(jié)果使兩管的集電極電位UCQ1、UCQ2始終相等，從而使UOQ=UCQ1-UCQ2≡0，因此消除了零點(diǎn)漂移。具體實(shí)踐：在實(shí)踐中，兩個(gè)特性相同的管子采用“差分對管”，兩半電路中對應(yīng)的電阻可用電橋精密選配，盡可能保證阻值對稱性精度滿足要求。結(jié)論：可想而知，即使采取了這些措施，差動(dòng)放大電路的兩半電路仍不可能完全對稱，也就是說，零點(diǎn)漂移不可能完全消除，只能被抑制到很小。2、信號的輸入方式和電路的響應(yīng)（1）差模輸入方式Ui1=Uid，Ui2=Uid差模輸入信號為Ui1－

Ui2=2

Uid差模輸入方式若Ui1的瞬時(shí)極性與參考極性一致，則Ui2的瞬時(shí)極性與參考極性相反。則有：ui1↑→ib1↑→ic1↑→uc1↓ui2↓→ib2↓→ic2↓→uc2↑結(jié)論：差模電壓放大倍數(shù)等于半電路電壓放大倍數(shù)。輸出電壓uO=uC1－

uC2≠0，而是出現(xiàn)了信號，記為Uod。定義：Ad=Uod/2Uid（2）共模輸入方式Ui1=Ui2=Uic在共模輸入信號作用下，差放兩半電路中的電流和電壓的變化完全相同。ui1=ui2=0，uo=0Ui1=Ui2=Uic時(shí)，Uoc=0。定義：Ac=Uoc/Uic共模輸入方式下的差放電路Ac叫做共模電壓放大倍數(shù)。理論上講，Ac為0，實(shí)際上由于電路不完全對稱，可能仍會(huì)有不大的Uoc，一般Ac《1。既然UOC=0或者UOC很小，為什么還要討論共模輸入呢？差放的兩半電路完全對稱，又處于同一工作環(huán)境，這時(shí)溫度變化以及其它干擾因素對這兩半電路都有完全相同的影響和作用，都等效成共模輸入信號。如果在Uic作用下，Uoc=0或Ac=0，則說明差放有效地抑制了因溫度變化而引起的零漂。（3）任意輸入方式

輸入端分別接Ui1和Ui2，這種輸入方式帶有一般性，叫“任意輸入方式”。Uic=(Ui1+Ui2)/2Ui1=Uic+UidUi2=Uic+（-Uid）若則Uid=(Ui1-Ui2)/2任意輸入方式（3）任意輸入方式

輸入端分別接Ui1和Ui2，這種輸入方式帶有一般性，叫“任意輸入方式”。Uic=(Ui1+Ui2)/2Ui1=Uic+UidUi2=Uic+（-Uid）若則Uid=(Ui1-Ui2)/2例如：Ui1=10mVUi2=6mV則

Uid=2mV

Uic=8mV利用疊加原理得到：Uo=Ad·2Uid+AcUic=Ad（Ui1-Ui2）結(jié)論：在任意輸入方式下，被放大的是輸入信號Ui1和Ui2的差值。這也是這種電路為什么叫做“差動(dòng)放大的原因”。（4）存在的問題及改進(jìn)的方案以上研究的是基本的差動(dòng)放大電路，它實(shí)際上不可能完全抑制零漂，因?yàn)閮砂腚娐凡粫?huì)完全對稱。另外，如果從一管輸出，則與單管放大電路一樣，對零漂毫無抑制能力，而這種“單端輸出”方式的形式又是經(jīng)常采用的。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，就是要減小ICQ的變化，而抑制零點(diǎn)漂移也同樣是減小ICQ的變化。即抑制零點(diǎn)漂移和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)是一回事。因此可以借鑒工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中采用過的方法，在管子的射極上接一電阻。這樣，基本的差動(dòng)放大電路就改進(jìn)為如圖4-15所示?？梢韵胍?，RE越大，則工作點(diǎn)越穩(wěn)定，零點(diǎn)漂移也越小。但，RE太大，在一定的工作電流下，RE上的壓降太大，管子的動(dòng)態(tài)范圍就會(huì)變小，如圖4-16所示。為了保證一定的靜態(tài)工作電流和動(dòng)態(tài)范圍，而RE又希望取得大些，常采用雙電源供電，用電源VEE提供RE上所需的電壓。采用雙電源供電后，輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍大多了。改進(jìn)后的電路叫射極耦合差動(dòng)放大電路也叫長尾電路。射極耦合差動(dòng)放大電路因?yàn)橛胸?fù)電源VEE提供發(fā)射極正偏所需要的電壓，所以RB可以去掉。二射極耦合差動(dòng)放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：1、差模電壓放大倍數(shù)三射極耦合差動(dòng)放大電路的動(dòng)態(tài)分析關(guān)鍵在于畫出差模信號作用下，半電路的交流通路和微變等效電路。A、對差模信號，若一管的射極電流增大△I，則另一管的射極電流必然減小△I，因而流過射極電阻RE的總電流不變，即RW的滑動(dòng)端C點(diǎn)的電位恒定，相當(dāng)于交流接地。B、負(fù)載RL中點(diǎn)電位為交流地電位。由此畫出半電路的交流通路如圖所示。2、共模電壓放大倍數(shù)在理想情況下，共模電壓放大倍數(shù)Ac=0。3、差模輸入電阻Rid是由圖①、②兩個(gè)輸入端看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻，

它是單管共射放大電路輸入電阻的兩倍。4、差模輸出電阻Rod=2RC5、共模抑制比KCMR=︱Ad/Ac︱用分貝表示：KCMR=20lg︱Ad/Ac︳Ad越大越好，Ac越小越好，因此KCMR越大越好。實(shí)際差動(dòng)放大電路的輸出電壓8、差動(dòng)放大電路的電壓傳輸特性差放雙入雙出電壓傳輸特性6、最大共模輸入電壓UICM7、最大差模輸入電壓UIDM4.3.2.差分放大電路的輸入輸出形式

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）主要討論的問題有：

差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻差模輸出電阻(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）共模電壓放大倍數(shù)（3）差模輸入電阻（4）輸出電阻1.雙端輸入雙端輸出靜態(tài)分析2.雙端輸入單端輸出電路組成(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）差模輸入電阻（3）輸出電阻動(dòng)態(tài)分析（4）共模電壓放大倍數(shù)共模交流通路：（5）共模抑制比KCMR=︱Ad/Ac︱

3.單端輸入雙端輸出（1）靜態(tài)分析同雙端輸入雙端輸出（2）動(dòng)態(tài)分析計(jì)算同雙端輸入雙端輸出：4.單端輸入單端輸出

計(jì)算同雙入單出：注意放大倍數(shù)的正負(fù)號：設(shè)從T1的基極輸入信號，如果從C1輸出，為負(fù)號；從C2輸出為正號。（1）靜態(tài)分析同雙端輸入單端輸出（2）動(dòng)態(tài)分析4.3.3.差動(dòng)放大電路的調(diào)零增加調(diào)零電阻后四種接法下的性能分析比較靜態(tài)分析時(shí)不考慮Rp(1)差模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

差動(dòng)放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié)

雙端輸出時(shí)：

單端輸出時(shí)：

(2)共模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

雙端輸出時(shí)：

單端輸出時(shí)：

(3)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。

單端輸出時(shí)，

雙端輸出時(shí)，

(4)輸出電阻(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)?；?/p>

雙端輸出時(shí)KCMR可認(rèn)為等于無窮大，單端輸出時(shí)共模抑制比：4.3.4具有恒流源差分放大電路1、問題的提出KCMR=Ad/Ac從以上兩式看出要減小Ac，提高共模抑制比，應(yīng)增大RE，但RE不能太大，因?yàn)镽E上的壓降由VEE提供。在保持VT1、VT2兩管的工作電流為一定值時(shí)，要加大RE，必須提高VEE，這是有困難的。能不能找到這樣一種元器件，它的直流電阻很小，而它的交流電阻卻很大，這樣靜態(tài)時(shí)不需要很大的VEE，動(dòng)態(tài)時(shí)的AC卻很小，KCMR很大？2、電路的組成及工作原理減少共模放大倍數(shù)的思路：增大REE用恒流源代替REE特點(diǎn)：直流電阻為有限值動(dòng)態(tài)電阻很大1.三極管電流源簡化畫法電流源代替差分電路中的REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RC–VEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI03.具有電流源的差分放大電路簡化畫法1、靜態(tài)分析2、動(dòng)態(tài)分析例?(信商不講)(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)；(2)求電路的差模Aud，Rid，Ro。[解](1)

求“Q”ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k100ICQ1=ICQ2=0.5I0UCQ1=UCQ2=6–0.427.5=2.85(V)(2)求Aud，Rid，RoRo=2RC=15(k)4.4

集成運(yùn)放偏置電路中的電流源電路4.4.1

鏡像電流源1．基本鏡像電流源鏡像電流源電路

2．改進(jìn)的鏡像電流源

增加三極管的目的是減少三極管、的對的分流作用，提高鏡像精度，減少值不夠大時(shí)帶來的影響。

＝所以其中，。3．多路輸出比例電流源4.4.2

微電流源由于()很小，故用阻值不大的就可獲得微小的工作電流。

4.4.3

場效應(yīng)管電流源4.4.4

電流源用作有源負(fù)載

由于電流源具有直流電阻小、交流電阻大的特點(diǎn)，在模擬集成電路中廣泛地把它作負(fù)載使用--有源負(fù)載，可提高電路的電壓增益及動(dòng)態(tài)輸出范圍。

4.5.1集成運(yùn)放的發(fā)展概況

4.5.2通用型集成運(yùn)放的典型電路

4.5通用集成運(yùn)放4.5.1集成運(yùn)放的發(fā)展概況

第一代產(chǎn)品基本沿用了分立元件放大電路的設(shè)計(jì)思想，采用了集成數(shù)字電路的制造工藝。

第二代產(chǎn)品以1986年制造的μA741型高增益運(yùn)放(10萬倍左右)為代表。

第三代產(chǎn)品出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末，輸入級采用超管(1000～5000)，且工作電流很低，從而使輸入失調(diào)電流及溫漂大大減小，輸入電阻大大提高。

第四代產(chǎn)品出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，采用了斬波穩(wěn)零和動(dòng)態(tài)穩(wěn)零技術(shù)，將場效應(yīng)管、雙極型三極管和自穩(wěn)零放大技術(shù)兼容在一塊硅片上，得到了極佳的抑制零漂效果。

4.5.2通用型集成運(yùn)放的典型電路圖F007的電路圖③為同向輸入端②為反向輸入端⑦為正電源端④為負(fù)電源端⑥為輸出端①⑤為外接調(diào)零輸入端輸入級中間級輸出級輸入級V1、V3和V2、V4通用型集成運(yùn)算放大器741簡化電路共集-共基組合差分電路V5、V6有源負(fù)載構(gòu)成雙端變單端電路中間級V7、V8復(fù)合管，共發(fā)射極具有高增益輸出級甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路(OCL)V11V13采用單電源(OTL)時(shí)，輸入端靜態(tài)電位應(yīng)為0.5VCC。F007的管腳圖和簡化圖4.6集成運(yùn)放的主要參數(shù)和低頻等效電路4.6.1集成運(yùn)算放大器的主要性能指標(biāo)1)

輸入失調(diào)電壓UIO使UO=0，輸入端施加的補(bǔ)償電壓2)

輸入偏置電流IIB幾毫伏UO=0時(shí)，10nA1A3)

輸入失調(diào)電流

IIOUO=0時(shí)，1nA0.1A4)

開環(huán)電壓增益Aud100140dB5)

差模輸入電阻Rid輸出電阻Ro幾十千歐幾兆歐幾十歐幾百歐6)共模抑制比

KCMR>80dB7)

最大差模輸入電壓UIdM共模輸入U(xiǎn)IC過大，K

CMR下降當(dāng)UId

過大時(shí)，反偏的PN結(jié)可能因反壓過大而被擊穿。NPN管UIdM=5V橫向PNP管UIdM=30VCF741為30V8)最大共模輸入電壓UICM9)

最大輸出電壓幅度UOPP輸出級為OCL電路一般比電源電壓小一個(gè)UCE(sat)如電源電壓15V，UOPP為

1314VCF741為13V4.6.2

集成運(yùn)放的低頻等效電路一．集成運(yùn)放的低頻等效電路(a)輸入端等效電路(b)輸出端等效電路

簡化的集成運(yùn)放低頻等效電路二、集成運(yùn)算放大器的符號和基本特點(diǎn)1.運(yùn)放的符號習(xí)慣用符號uid+VCC–VEE國家標(biāo)準(zhǔn)符號uouid+VCC–VEE8直流電源接法(VCC=VEE)等效電路uou