1、 第六章第六章 模擬集成單元電路模擬集成單元電路 集成運放基本組成集成運放基本組成 集成運放的內部組成框圖如圖所示，它主要由輸入級、集成運放的內部組成框圖如圖所示，它主要由輸入級、中間級中間級、輸出級和偏置電路組成的。輸出級和偏置電路組成的。 +- uiou輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 輸入級：是提高運算放大器質量的關鍵部分。輸入級：是提高運算放大器質量的關鍵部分。要求：輸入電阻高，能減少零漂和抑制干擾信號。要求：輸入電阻高，能減少零漂和抑制干擾信號。 電路形式：采用具有恒流的差動放大電路，降低零電路形式：采用具有恒流的差動放大電路，降低零漂，提高漂，提高K KCMRCMR。并且通常在低電

2、流狀態，以獲得較高。并且通常在低電流狀態，以獲得較高的輸入阻抗。的輸入阻抗。 +- uiou輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 . 集成運放基本組成集成運放基本組成 中間級：進行電壓放大，獲得運放的總增益。中間級：進行電壓放大，獲得運放的總增益。 要求：要求：A Au u高，同時向輸出級提供較大的推動電流。高，同時向輸出級提供較大的推動電流。 電路形式：帶有恒流源負載的共射電路，電路形式：帶有恒流源負載的共射電路，A Au u高達幾高達幾千倍以上。千倍以上。 +- uiou輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 集成運放基本組成集成運放基本組成 輸出級：與負載相接。輸出級：與負載相接。 要求：其輸出電

3、阻低，帶負載能力強，能輸出足要求：其輸出電阻低，帶負載能力強，能輸出足夠大的電壓和電流，并有過載保護措施。夠大的電壓和電流，并有過載保護措施。 電路形式：一般由互補對稱電路或射極輸出器構電路形式：一般由互補對稱電路或射極輸出器構成。成。 +- uiou輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 集成運放基本組成集成運放基本組成 偏置電路：為上述各級電路提供穩定和合適的偏偏置電路：為上述各級電路提供穩定和合適的偏置電流，決定各級的靜態工作點，也可以作為有源負置電流，決定各級的靜態工作點，也可以作為有源負載提高電壓增益，輸入級設載提高電壓增益，輸入級設置一個電流值低而又十分置一個電流值低而又十分穩定的偏置電

4、流。穩定的偏置電流。 電路電路形式：各種恒流源組成。形式：各種恒流源組成。 +- uiou輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 集成運放基本組成集成運放基本組成1、基本鏡像恒流源（又稱電流鏡）、基本鏡像恒流源（又稱電流鏡） T2 RVCCT +1 LRT0 IB1IB0 eR2 IB2 IREFIC1 RVCCT +1 LRT0 IB1IB0 IREFIC1 IE2 IC0 IB2 IC06.1. 模擬模擬IC中的恒流源（中的恒流源（IC中作偏置電路）中作偏置電路）(重點）重點）RUVIBECCREFREFREFCIII211 由上式可以看出，由上式可以看出，當當VCC、R確確定值時，定值時，IR

5、EF 就確定了，因此就確定了，因此IC1也也隨之而定（與隨之而定（與RL無關）。無關）。電路如同一面鏡子，電路如同一面鏡子， IREF 在在“鏡子鏡子”里所成的里所成的“像像”為為IC1，故稱為，故稱為“鏡像恒流源鏡像恒流源”。這種偏置電路的優點是結構簡單，而且有一定的溫度補償作用。這種偏置電路的優點是結構簡單，而且有一定的溫度補償作用。 12. 改進的鏡像電流源改進的鏡像電流源 提高電流源的精度，可以采用圖提高電流源的精度，可以采用圖6.7所示的改進的鏡像電流源電路。所示的改進的鏡像電流源電路。 圖圖6.7 .改進的鏡像電流源改進的鏡像電流源圖圖6.7中中,晶體管晶體管 3Q鏡像電流源的兩個

6、晶體管基極從參考電流鏡像電流源的兩個晶體管基極從參考電流 的引入是為了減小基本的引入是為了減小基本REFI中分得的電流。中分得的電流。 3Q的電流比的電流比 1Q2Q的電流要小很多，的電流要小很多， 因此它的因此它的 3比比 21要小很多。要小很多。 1）電路結構）電路結構321331121BCECREFIIIII(6.10) 又又 2221,BCCCIIII假設假設 2Q處于放大區處于放大區,所以式所以式(6.10)可表示為可表示為 ）（32121CREFII(6.11) 因此因此 )1(21320REFCIII(6.12) 而而參考電流為參考電流為1132RVVVRVVVVIBEBEBER

7、EF(6.13) 式中式中 123,BEBEBEBEBEVVVVV式（式（6.12）與式）與式(6.9)對比發現，對比發現，改進的鏡像電流源的的精度比改進的鏡像電流源的的精度比基本鏡像電流源的精度高。基本鏡像電流源的精度高。2）電流的計算）電流的計算補充補充. 比例恒流源（重點）比例恒流源（重點） 如果要求電流源輸出電流與參如果要求電流源輸出電流與參考電流保持一定的比例關系，則可考電流保持一定的比例關系，則可采用比例式恒流源電路，它可由三采用比例式恒流源電路，它可由三極管或場效應管組成。極管或場效應管組成。 三極管比例式電流源電路如圖所三極管比例式電流源電路如圖所示，在基本電流鏡的兩發射極接入

8、示，在基本電流鏡的兩發射極接入R Re1e1與與R Re0e0 。（記憶，乘積相等）（記憶，乘積相等）可見，只要改可見，只要改變變R Re0e0與與R Re1e1比例，就可得到與比例，就可得到與I IREFREF不不同比例的同比例的I IC1C1，這也是得名，這也是得名”比例恒比例恒流源電路流源電路”的原因。比例式恒流源的原因。比例式恒流源電路也可用場效應管來組成，其電電路也可用場效應管來組成，其電路結構稍有不同。路結構稍有不同。REFeeECIRRII1011 eR RVCCT +1 LRT0 1 IREFIC1 IC0 IE1 IE0 eR RVCCT +1 LRT0 1 IREFIC1

9、IC0 IE1 IE0 eR1補充補充. 比例恒流源（重點）比例恒流源（重點）0000eBECCREFECRRUVIII6.3 差動放大器差動放大器6.3.1 BJT差動放大器的組成原理差動放大器的組成原理6.3.2 BJT差動放大器的直流分析差動放大器的直流分析6.3.3 BJT差動放大器的交流小信號分析差動放大器的交流小信號分析6.3.4 帶負載時的帶負載時的BJT差動放大器差動放大器6.3.5 電路不對稱的電路不對稱的BJT差動放大器差動放大器輸入級：是提高運算放大器質量的關鍵部分。輸入級：是提高運算放大器質量的關鍵部分。要求：輸入電阻高，能減少零漂和抑制干擾信號。要求：輸入電阻高，能減

10、少零漂和抑制干擾信號。 電路形式：采用具有恒流的差動放大電路，降低零電路形式：采用具有恒流的差動放大電路，降低零漂，提高漂，提高K KCMRCMR。并且通常在低電流狀態，以獲得較高。并且通常在低電流狀態，以獲得較高的輸入阻抗。的輸入阻抗。 +- uiou輸入級 中間級 輸出級 偏置電路 集成運放基本組成集成運放基本組成6.3 6.3 差動放大器（重差動放大器（重點）點） 差動放大的指導思想：是利差動放大的指導思想：是利用參數匹配的兩個三極管組成對用參數匹配的兩個三極管組成對管對稱形式的電路結構，進行補管對稱形式的電路結構，進行補償，達到償，達到減少零點漂移減少零點漂移的目的。的目的。 +vCC

11、零點漂移零點漂移 1 直接耦合放大器的特點直接耦合放大器的特點1、什么是零點漂移、什么是零點漂移在直流放大電路中，我們把在直流放大電路中，我們把輸入信號為零時，輸出電壓輸入信號為零時，輸出電壓偏離其初始值的現象稱為零偏離其初始值的現象稱為零點漂移。點漂移。 （1）直流放大器級數越多，放大倍數越大。輸出端漂移現象）直流放大器級數越多，放大倍數越大。輸出端漂移現象越嚴重。越嚴重。（2）第一級的零漂影響最大。）第一級的零漂影響最大。 ui Au=20 U01=10mv Au=20 U02=210mv Au=20 U01=4.21v uot0有時會將有時會將信號淹沒信號淹沒直接耦合放大器的特點直接耦合

12、放大器的特點3、產生零漂的原因、產生零漂的原因（1） 溫度的變化溫度的變化最主要。最主要。（2） 電流電壓的波動。電流電壓的波動。（3） 電路元件參數的變化。電路元件參數的變化。5. 減小零漂的措施減小零漂的措施4. 零漂的危害：在直接耦合多級放大器中，第一級因某種零漂的危害：在直接耦合多級放大器中，第一級因某種原因產生的零漂會被逐級放大，使末級輸出端產生較大的原因產生的零漂會被逐級放大，使末級輸出端產生較大的漂移電壓，無法區分信號電壓和漂移電壓，嚴重時漂移電漂移電壓，無法區分信號電壓和漂移電壓，嚴重時漂移電壓甚至把信號電壓淹沒了。因此抑制零漂是直耦放大器的壓甚至把信號電壓淹沒了。因此抑制零漂

13、是直耦放大器的突出問題。突出問題。1.引入直流負反饋穩定工作引入直流負反饋穩定工作點點2.利用熱敏元件補償利用熱敏元件補償3.組成差分放大器組成差分放大器6.3 6.3 差動放大器差動放大器（重點）（重點） +vCC主要特點：主要特點：a. 兩個輸入端兩個輸入端,兩個輸出端兩個輸出端;b. 元件參數對稱元件參數對稱;能有效地克服零點漂移能有效地克服零點漂移?特點：抑制溫漂特點：抑制溫漂 原理如下原理如下:vo= vC1 - vC2 = 0vo= (vC1 + vC1 ) - (vC2 + vC2 ) = 0當當vi1 = vi2 = 0 時，時，當溫度變化時：當溫度變化時：對稱性對稱性vC1

14、= vC2 vC1 = vC2+vCCRCR1T2RB voRCR1T1RB vi2vi1vC1vC26.3 差動放大器（重點）差動放大器（重點）6.3.1 BJT差動放大器的組成原理差動放大器的組成原理放大器、輸入信號、輸出信號之間的關系放大器、輸入信號、輸出信號之間的關系定義：定義： 單端信號單端信號參考節點為地的電壓信號；參考節點為地的電壓信號； 單端輸入電壓信號單端輸入電壓信號參考節點為地的輸入電壓信號；參考節點為地的輸入電壓信號； 單端輸出電壓信號單端輸出電壓信號參考節點為地的輸出電壓信號。參考節點為地的輸出電壓信號。即即放大器是單端輸入、單端輸出放大器放大器是單端輸入、單端輸出放大

15、器。vi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2REVEEvo1/2vidvicvic1.基本差動放大器輸入信號分解模型基本差動放大器輸入信號分解模型6.3. 差動放大電路的特點和性能指標差動放大電路的特點和性能指標-1/2vidT1、T2完全對稱，常稱完全對稱，常稱“對管對管”（理想化）（理想化）2.差模信號與共模信號差模信號與共模信號)()(=i2i1i2i1i11/221vvvvv/任模信號：任模信號：)(21)(21=i2i1i2i1i2vvvvv共模信號：共模信號：1) 共模信號共模信號-大小和極性都相同大小和極性都相同的輸入信號的輸入信號; common mode3)任模信號任模信

16、號-既非共模既非共模,也非差模也非差模;但任模信號可分解為但任模信號可分解為共模信號和共模信號和差模信號的疊加差模信號的疊加.2)差模信號差模信號-大小相同但極性相大小相同但極性相同反的輸入信號同反的輸入信號; differential modeidi121=vvvicidi221-=vvvic任模信號：任模信號：i2i1id=vvv 差模信號：差模信號：)(21=i2i1icvvv 一般定義：對于任意輸入的信號一般定義：對于任意輸入的信號: vs1 , vs2 ，都可分，都可分解成差模分量和共模分量的組合形式。解成差模分量和共模分量的組合形式。注意：注意：vs1 =vic + vid/2 ；

17、 vs2 =vic vid/2例例: vs1 = 20 mV , vs2 = 10 mV則：則：vid = 10mV , vic = 15mV 差模分量差模分量:共模分量共模分量:vid = vs1 vs2vic = (vs1 + vs2 ) /23.差放的主要性能指標差放的主要性能指標i2i1id=vvv 差模信號：差模信號：odv差模輸出電壓差模輸出電壓 ：當輸入：當輸入vid時的輸出電壓時的輸出電壓;idodvd=vvA差模電壓增益差模電壓增益:ididid=ivR差模輸入電阻：差模輸入電阻：差模輸出電阻：差模輸出電阻：ododod=ivR3.差放的主要性能指標差放的主要性能指標icoc

18、VC=vvA共模電壓增益共模電壓增益:共模信號：共模信號：ocv共模輸出電壓共模輸出電壓 ：當輸入：當輸入vic時的輸出電壓時的輸出電壓;)(21=i2i1icvvv icicic=ivR共模輸入電阻：共模輸入電阻：共模輸出電阻：共模輸出電阻：ocococ=ivR3.差放的主要性能指標差放的主要性能指標總輸出電壓總輸出電壓(疊加原理疊加原理):icvcidvdocodo=vAvAvvvvcvdCMR=AAK共模抑制比共模抑制比（越大，（越大，物理含義：放大差模信號和抑制共模信號的能力越強物理含義：放大差模信號和抑制共模信號的能力越強）(衡量差放的重要指標衡量差放的重要指標)idodvd=vvA

19、差模電壓增益差模電壓增益:icocvc=vvA共模電壓增益共模電壓增益: 共模抑制比共模抑制比（Common - Mode Rejection Ratio) ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1 對理想的差動放大器：對理想的差動放大器：KCMR= 一般的差動放大器：一般的差動放大器： KCMR=60dB（左右）（左右） 差分放大電路能有效地放大差模信號，而對共模信號有很差分放大電路能有效地放大差模信號，而對共模信號有很強的抑制能力。這是它的主要優點。差模放大倍數越大，共模強的抑制能力。這是它的主要優點。差模放大倍數越大，共模放大倍數越小，即對共模信號的抑制能力越強，說

20、明放大器的放大倍數越小，即對共模信號的抑制能力越強，說明放大器的性能越好。性能越好。 VCVDCMR=AAK(2) 若若Avd = 50、 Avc = 0.05求輸出電壓求輸出電壓vo，及，及KCMR1.01V0.99V解解可將任意輸入信號分解為可將任意輸入信號分解為共模信號和差模信號之和共模信號和差模信號之和(1)vi1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V)vi2 = 0.99 = 1.00 0.01 (V)vid = v i1 v i2 = 1.01 0.99 = 0.02 (V)vic = (vi1+ vi2 ) / 2 = 1 (V)(1) 求差模輸入電壓求差模輸入電壓vi

21、d 、共模輸入電壓、共模輸入電壓vic例例1vi1V1+VCCV2VEERCRCREEvodvi2vC1vC2idi121=vvvicidi221-=vvvic(2) 若若Avd = 50、 Avc = 0.05求輸出電壓求輸出電壓vo，及，及KCMR1.01V0.99V解解vid = v i1 v i2 = 1.01 0.99 = 0.02 (V)vic = (vi1+ vi2 ) / 2 = 1 (V)(2)vod = Avdvid= 50 0.02 = 1 (V)voc = Avcvic= 0.05 1= 0.05 (V)vo =vod+voc= Avdvid + Avcvic= 1.0

22、5 (V)cdCMRlg20)dB(vvAAK05. 050lg20 = 60 (dB)(1) 求差模輸入電壓求差模輸入電壓vid 、共模輸入電壓、共模輸入電壓vic例例1vi1V1+VCCV2VEERCRCREEvodvi2vC1vC2(dB)1.結構結構 為了使左右平衡，為了使左右平衡，可設置調零電位器可設置調零電位器: 6.3.3 差放的分析方法和工作特點差放的分析方法和工作特點特點：特點：對稱形式的電路結構對稱形式的電路結構,采用正負雙電源采用正負雙電源供電。供電。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2REVEE2. 2. 差放半電路分析法差放半電路分析法 ( (單邊等效電路

23、法單邊等效電路法) ) 因電路兩邊完全對稱，因此差放分析的關鍵，就是如何在因電路兩邊完全對稱，因此差放分析的關鍵，就是如何在差模輸入與共模輸入時，分別畫出差模輸入與共模輸入時，分別畫出半電路交流通路半電路交流通路。在此基礎。在此基礎上分析電路各項性能指標。上分析電路各項性能指標。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2REVEE3. 分析步驟分析步驟1)靜態靜態(直流直流)分析分析;2)動態動態(交流交流)分析分析; 差模分析差模分析畫半電路差模交流通路畫半電路差模交流通路 計算計算Avd、Rid、Rod 共模分析共模分析畫半電路共模交流通路畫半電路共模交流通路 計算計算Avc、KCM

24、R、Ric 根據需要計算輸出電壓根據需要計算輸出電壓 雙端輸出雙端輸出： 計算計算vo單端輸出單端輸出： 計算計算vo1 、 vo2Q點的計算點的計算IBICICIB2IE1. 靜態分析靜態分析vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2REVEEvoWP/2+VCCRCRBRCRB2REVEE2REWP/2Q點：點： ICIE (重點重點) IB=IC/ vCE=VCC-IC (RC+2RE)-VEEEBEEEWEBEEEWEBEEEERVVRRVVRRRVVI221221B21BERI1VEE-VBE=IE(WP/2+2RE)+IBRB =IE(WP/2+2RE)+得：得：差放半電路分

25、析法（重點）差放半電路分析法（重點）IBICICIBIE 差放半電路分析法（重點）差放半電路分析法（重點）2. 動態分析動態分析(關鍵在中間元件關鍵在中間元件Ree, RL的分析的分析)+-+-（1）對差模信號的放大作用分析）對差模信號的放大作用分析vid1= -vid2= 1/2vid即相當于輸入一對差模信號即相當于輸入一對差模信號ie1ie2ib1= -ib2 ie1= -ie2 vc1= -vc2流過流過Ree上的總電流：上的總電流：ie=ie1+ie2= 0Ree上交流壓降為上交流壓降為0。因此，因此，畫交流通路時，畫交流通路時，Ree可視為短路，即兩管的發射極直接接地。可視為短路，即

26、兩管的發射極直接接地。(重點重點) 差分電路的分析差分電路的分析（1）對差模信號的放大作用分析）對差模信號的放大作用分析因此，因此，畫交流通路時，畫交流通路時，Ree可可視為短路，即兩管的發射極視為短路，即兩管的發射極直接接地。直接接地。Ree上交流壓降為上交流壓降為0.由由vc1= -vc2可知可知RL兩端電位兩端電位一端為正，一端為負，一端為正，一端為負，RL的中點應是地電位，的中點應是地電位，即即每管對地的每管對地的負載電阻為負載電阻為:RL/2.(重點重點) 差分電路的分析差分電路的分析（1）對差模信號的放大作用分析）對差模信號的放大作用分析因此，因此，畫交流通路時，畫交流通路時，Re

27、e可可視為短路，即兩管的發射極視為短路，即兩管的發射極直接接地。直接接地。Ree上交流壓降為上交流壓降為0.由由vc1= -vc2可知可知RL兩端電位一兩端電位一端為正，一端為負，端為正，一端為負，RL的中點的中點應是地電位，應是地電位，即即每管對地的每管對地的負載電阻為負載電阻為:RL/2.(重點重點)差模交流通路差模交流通路如圖如圖:RbRc1/2vid2RLvoT1RbRc-1/2vid2RLT2RL=Rc/(RL/2)vid差模信號差模信號交流交流通路通路T1單邊交流單邊交流等效電路等效電路uod1RbB1EC1RL ib1ui1rbe1ib1q 差模性能分析差模性能分析T1+- -+

28、 - -VCCREEvi1voVEE+- -vi2RCRCT2RLREE對差模視為短路。對差模視為短路。RL中點視為交流地電位，中點視為交流地電位，即每管負載為即每管負載為RL / 2 。直流電源短路接地。直流電源短路接地。RC+ - -vod1+ - -vid1RL2 2T1半電路差模交流通路半電路差模交流通路 1 1）半電路差模交流通路）半電路差模交流通路注意：關鍵在于對公共器件的處理。注意：關鍵在于對公共器件的處理。 2 2）差模性能指標分析）差模性能指標分析idididivR 差模輸入電阻差模輸入電阻=2Rid1=2rbe或或2(rbe+Rb)idid2id1ivvidid12iv差模

29、輸出電阻差模輸出電阻C1o1od121od22/2/)(/RRivivvivRodododododod差模電壓增益差模電壓增益idoddvvAvid2id1od2od1vvvvid1od122vv1vA注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有 得到提高。得到提高。 半電路差模交流通路半電路差模交流通路 RC+ - -vod1+ - -vid1RL2T1iid或或rbe+Rb 差分電路的分析差分電路的分析2. 動態分析動態分析工作原理工作原理（2）對共模信號的抑制作用分析）對共模信號的抑制作用分析ie1ie2輸入信號為輸入信號為: vic1=vic2=

30、vicic1=ic2 ie1=ie2流過流過Ree上的電流：上的電流：ie=ie1+ie2=2 ie1Ree上的電壓：上的電壓：vRee=ie1 2Ree畫半電路交流通路時，畫半電路交流通路時，單管射極電阻應為單管射極電阻應為2Ree。(重點重點)RcT12Reeie1voc1vic1Rbq 共模性能分析共模性能分析T1+- -+ - -VCCReevi1voVEE+- -vi2RCRCT2RL每管發射極接每管發射極接2Ree。RL對共模視為開路。對共模視為開路。直流電源短路接地。直流電源短路接地。1 1）半電路共模交流通路）半電路共模交流通路因為流過因為流過RL的共模電流的共模電流ioc為為

31、0。半電路共模交流通路半電路共模交流通路 RC+ - -voc1+ - -vic1=vicT12Ree（2）對共模信號的抑制作用分析）對共模信號的抑制作用分析T1單邊交流等效電路單邊交流等效電路RCRb2Reeic1uc1uc2ib1 ib1ie1rbe1q 共模性能分析共模性能分析2 2）共模性能指標分）共模性能指標分析析icicicivR 共模輸入電阻共模輸入電阻1 i2/1Ric1ic12iv共模輸出電阻共模輸出電阻共模電壓增益共模電壓增益icoccvvAvicoc2oc1vvv0半電路共模交流通路半電路共模交流通路 RC+ - -voc1+ - -vic1=vicT12REE)1 (2

32、 2/1EEbeRr無意義無意義? 因為流過因為流過RL的共模電流的共模電流ioc為為0。電路特點電路特點雙端輸出電路雙端輸出電路利用對稱性利用對稱性抑制共模信號。抑制共模信號。2022-1-2 1. 1. 差動放大電路一般有兩個差動放大電路一般有兩個輸入端：輸入端：雙端輸入雙端輸入從兩輸入端同時從兩輸入端同時加信號。加信號。單端輸入單端輸入僅從一個輸入端僅從一個輸入端對地對地加信號。加信號。 2. 2. 差分放大電路可以有兩個輸差分放大電路可以有兩個輸出端，一個是集電極出端，一個是集電極C1，另一個，另一個是集電極是集電極C2。雙端輸出雙端輸出從從C1 和和C2輸出。輸出。單端輸出單端輸出從

33、從C1或或C2 對地輸出對地輸出。二二. 差動放大器的輸入輸出方式差動放大器的輸入輸出方式.差動放大器的輸入輸出方式差動放大器的輸入輸出方式 差動放大器共有四種輸入輸出方式差動放大器共有四種輸入輸出方式: 1. 雙端輸入、雙端輸出（雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出雙入雙出）(已講已講) 2. 雙端輸入、單端輸出（雙端輸入、單端輸出（雙入單出雙入單出） 3. 單端輸入、雙端輸出（單端輸入、雙端輸出（單入雙出單入雙出） 4. 單端輸入、單端輸出（單端輸入、單端輸出（單入單出單入單出） 主要討論的問題有：主要討論的問題有： 差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數 共模電壓放大倍數共模電壓放大倍數 差模輸入電阻

34、、輸出電阻差模輸入電阻、輸出電阻分析方法分析方法-半電路分析法半電路分析法;(重點重點) (1)(1)差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數 與單端輸入還是雙端輸入無關，只與輸出方式有關：與單端輸入還是雙端輸入無關，只與輸出方式有關： 差動放大器動態參數計算總結差動放大器動態參數計算總結 雙端輸出時：雙端輸出時：beLcd)2/(rRRRAbv 單端輸出時：單端輸出時：beLcd2/rRRRAbv (2)(2)共模電壓放大倍數共模電壓放大倍數 與單端輸入還是雙端輸入無關，只與輸出方式有關：與單端輸入還是雙端輸入無關，只與輸出方式有關： 雙端輸出時：雙端輸出時： 單端輸出時：單端輸出時：0vcAeLc

35、2RRAv (3)(3)差模輸入電阻差模輸入電阻 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。是基本放大電路的兩倍。 單端輸出時，單端輸出時， 雙端輸出時，雙端輸出時， coRR co2RR beid2rRRb (4)(4)差模差模輸出電阻輸出電阻 差動放大器動態參數計算總結差動放大器動態參數計算總結(5)(5)共模抑制比共模抑制比 共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標。是差分放大器的一個重要指標。bebeeLbebLCMR2/)(2/rRRRRrRRKcdCMRvvAAKdBlg20cdCMRvvAAK，或或

36、雙端輸出時雙端輸出時KCMR可認為等于無窮大，可認為等于無窮大， 單端輸出時共模抑制比：單端輸出時共模抑制比：練習練習 已知已知: = 80, rbb = 200 , , VBEQ = 0.6 V, 試求試求:(1) (1) 靜態工作點靜態工作點 ；(2) 差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數Avd,差模輸入電阻差模輸入電阻Rid，輸出電阻，輸出電阻Rod.vi1V1+12VV212VRCRCREEvovi210 k 10 k 20 k 20 k 已知已知: = 80, rbb = 200 , , VBEQ = 0.6 V, 試求試求:(1) 靜態工作點靜態工作點 ;(2) 差模電壓放大倍數差模電

37、壓放大倍數Avd差模輸入電阻差模輸入電阻Rid，輸出電阻，輸出電阻Rod解解(1)靜態工作點靜態工作點 ICQ1 = ICQ2 (VEE VBEQ) / 2REE= (12 0.6) / 2 20 = 0.285 (mA)vi1V1+12VV212VRCRCREEvodvi210 k 10 k 20 k 20 k IBQ1=ICQ1/ vCEQ1=VCC-ICQ1(RC1+2REE)-VCC= 0.285 (mA)/80=3.5A= 9.75V已知已知: = 80, rbb = 200 , , vBEQ = 0.6 V, 試求試求:(2) 差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數Avd差模輸入電阻差模

38、輸入電阻Rid，輸出電阻，輸出電阻Rod解解vi1V1+12VV212VRCRCREEvodvi210 k 10 k 20 k 20 k 半電路差模交流通路半電路差模交流通路 RC+ - -vod1+ - -vid1RL2T1ii半電路差模交流等效電路半電路差模交流等效電路已知已知: = 80, rbb = 200 , , vBEQ = 0.6 V, 試求試求:(2) 差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數Avd差模輸入電阻差模輸入電阻Rid，輸出電阻，輸出電阻Rod解解(2)( 5 . 7285. 0268120026)1 (200EQbekIrbeLd rRAvL21CL/RRR = 10 /

39、10 = 5 (k )7 .5259. 7580 Rid=2rbe= 2 7.59 = 15.2 (k )Rod = 2RC= 20 (k )vi1V1+12VV212VRCRCREEvodvi210 k 10 k 20 k 20 k RRuoui1RCT1RBRCT2RBIb2Ib1ic2ic1ui2E+UCC6.3.4 恒流源差放電路恒流源差放電路(重點）重點）電路結構電路結構(1):IE2R2T3R1R3-UEEIE1IC3(1). 三極管構成的三極管構成的恒流源代替恒流源代替Re恒流源的差動放大電路恒流源的差動放大電路(1)VEE+uo - cRVCCT + + -ui1-1 cRT

40、-+ ui22 IC T3 eR33bR13bR23VEE+uo - cRVCCT + + -ui1-1 cRT -+ ui22 IC3 ro很大很大恒流源的差動放大電路恒流源的差動放大電路(1)32121CEQEQIII)(2122RRRVVEER323eBERcRVVIE1IE2恒流源差分放大電路恒流源差分放大電路(2). (2):三極管恒流源三極管恒流源簡化畫法簡化畫法電流源電流源代替差代替差分電路分電路中的中的REE+VCCRLR3R1R2ICICvi1V1+VCCV2RCR1vovi2RCVEER2R3IC3V3vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEIC3RbuoV1RbRc

41、RcV2iE1ui2iE2ui1R3V3R1R2恒流源 UEE UCCueiC3恒流源差動放大電路圖恒流源差動放大電路圖(分析方法同上分析方法同上)32121CEQEQIII 帶有穩壓管的恒流帶有穩壓管的恒流源電路：源電路：恒流源的直流電流數恒流源的直流電流數值為值為: IE3 =(VZ - VBE3 )/ Re 恒流源差分放大器恒流源差分放大器( (3）32121EEQEQIIIV3、V4構成比例恒流源電路代替構成比例恒流源電路代替Ree21BE4EEC4REFRRVVII32REFC3RRII恒流源差分放大器恒流源差分放大器(4)簡化簡化畫法畫法能調零的能調零的差分電路差分電路vi1V1+

42、VCCV2RCvovi2RCVEER2R3IC3V3V4IREFIC4vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0RPR132121CEQEQIII1. 恒流源相當于阻值很大的電阻。恒流源相當于阻值很大的電阻。2. 恒流源不影響差模放大倍數。恒流源不影響差模放大倍數。3. 恒流源影響共模放大倍數，使共模放大倍數恒流源影響共模放大倍數，使共模放大倍數減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當于阻值為無窮的電阻，所以共模抑制比相當于阻值為無窮的電阻，所以共模抑制比是無窮。是無窮。恒流源的作用（重點）恒流源

43、的作用（重點）vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0例例3 = 100(1) 求靜態工作點求靜態工作點(Si管管)(2) 求電路的差模求電路的差模Avd、Rid、Rod解解(1) 求求“Q ”21BE4EEREFRRVVI1 . 02 . 67 . 06 32REFC3 RRIImA 84. 0 ICQ1 = ICQ2 = 0.5 IC3mA 42. 0 VCEQ1 = VCEQ2 = 6 0.42 7.5 = 2.85 (V)(電流源相當于開路電流源相當于開路,內阻很大內阻很大)(mA) 84. 0 vi1V1+VCCV2RCvodvi2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+

44、6V 6V100 100 7.5 k 7.5 k 6.2 k 例例3 = 100(1) 求靜態工作點求靜態工作點(2) 求電路的差模求電路的差模Avd、Rid、Rod解解 (1) 求求“Q ”ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0mA 42. 0 (2)求求Avd、Rid、Rod)( 45. 642. 026101200be2 be1 krrp21beCd)1 ( RrRAv6505. 010145. 65 . 7100 )1( 2p21beidRrR k 23 Rod = 2RC = 15 (k )vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V 6V100 100 7.5 k 7.5 k 6.2 k vdA總結總結:恒流源的差動放大電路恒流源的差動放大電路指標比較指標比較vcACMRKbeLc)21/(rRR beLc2)/(rRR beLc)21/(rRR beLc2)/(rRR0oLc2/rRR 0oLc2/rRR beorr beorr 輸出方式輸出方式雙出雙出單出單出雙出雙出單出單出idRicRodR輸出方式輸出方式雙出雙出單出單出雙出雙出單出單出be2rbe2r2)1(21oberr 2)1(21oberr c2RcRc2RcR總結總結:恒