1、 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)第第5 5章章 模擬集成電路基礎(chǔ)模擬集成電路基礎(chǔ)5.1概述概述5.3 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路5.2集成運(yùn)放中的電流源電路集成運(yùn)放中的電流源電路5.4 集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)5.1概述概述 集成電路是一種將集成電路是一種將“管管”和和“路路”緊密結(jié)合的器件，緊密結(jié)合的器件， 它以半它以半導(dǎo)體單晶硅為芯片，導(dǎo)體單晶硅為芯片， 采用專門的制造工藝，采用專門的制造工藝， 把晶體管、把晶體管、 場效應(yīng)場效應(yīng)管、管、 二極管、二極管、 電阻和電容等元器件及它們之間的連線所組成的完電阻和電容等元器件及它們之間的連線所組成的完

2、整電路制作在一起，整電路制作在一起， 使之具有特定的功能。使之具有特定的功能。 集成電路體積小、集成電路體積小、 重量輕、重量輕、 耗電少、耗電少、 可靠性高，可靠性高， 已成為現(xiàn)已成為現(xiàn)代電子器件的主體。代電子器件的主體。 集成電路分?jǐn)?shù)字與模擬兩大類。集成電路分?jǐn)?shù)字與模擬兩大類。 模擬集成電路的種類很多，模擬集成電路的種類很多， 有集成運(yùn)算放大器有集成運(yùn)算放大器(簡稱集成運(yùn)放簡稱集成運(yùn)放)， 集成功率放大器，集成功率放大器， 集成模擬乘法器，集成模擬乘法器， 集成鎖相環(huán)，集成鎖相環(huán)， 集成穩(wěn)壓器等。集成穩(wěn)壓器等。 在模擬集成電路中，在模擬集成電路中， 集成運(yùn)算放大器是最為重要、集成運(yùn)算放大器

3、是最為重要、 用途最廣的一種，用途最廣的一種， 這里主要介紹集成運(yùn)放的內(nèi)部電路、這里主要介紹集成運(yùn)放的內(nèi)部電路、 工作原理、工作原理、 性能指標(biāo)及常用等性能指標(biāo)及常用等效模型。效模型。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)（1）集成電路中的元器件是在相同的工藝條件下做出的，）集成電路中的元器件是在相同的工藝條件下做出的， 鄰近鄰近的器件具有良好的對(duì)稱性，的器件具有良好的對(duì)稱性， 而且受環(huán)境溫度和干擾的影響后的變而且受環(huán)境溫度和干擾的影響后的變化也相同，化也相同， 因而特別有利于實(shí)現(xiàn)需要對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電路。因而特別有利于實(shí)現(xiàn)需要對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電路。（2）集成工藝制造的電阻、）集成工藝制造的電阻、 電容數(shù)值

4、范圍有一定的限制。集成電電容數(shù)值范圍有一定的限制。集成電路中的電阻是使用半導(dǎo)體材料的體電阻制成的，路中的電阻是使用半導(dǎo)體材料的體電阻制成的， 因而很難制造大因而很難制造大的電阻，的電阻， 其阻值一般在幾十歐姆到幾十千歐姆之間其阻值一般在幾十歐姆到幾十千歐姆之間; 集成電路中的集成電路中的電容是用電容是用PN結(jié)的結(jié)電容作的。結(jié)的結(jié)電容作的。（3）集成工藝制造晶體管、）集成工藝制造晶體管、 場效應(yīng)管最容易，場效應(yīng)管最容易， 眾多數(shù)量的晶體管眾多數(shù)量的晶體管通過一次綜合工藝完成。通過一次綜合工藝完成。 集成晶體管有縱向集成晶體管有縱向NPN型管型管(值高、性能值高、性能好好)、 橫向橫向PNP 型管

5、型管(值低、但反向耐壓高）和場效應(yīng)管，值低、但反向耐壓高）和場效應(yīng)管， 另外，另外， 集成工藝比較容易制造多極晶體管，集成工藝比較容易制造多極晶體管， 如多發(fā)射極管、如多發(fā)射極管、 多集電極管等。多集電極管等。 集成二極管、集成二極管、 穩(wěn)壓管等一般用穩(wěn)壓管等一般用NPN管的發(fā)射結(jié)代替。管的發(fā)射結(jié)代替。5.1.1 集成電路中的元器件特點(diǎn)集成電路中的元器件特點(diǎn) 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)（1）因?yàn)楣杵喜荒苤谱鞔箅娙荩约蛇\(yùn)放均采用直）因?yàn)楣杵喜荒苤谱鞔箅娙荩约蛇\(yùn)放均采用直接耦合方式。接耦合方式。（2）因?yàn)橄噜徳哂辛己玫膶?duì)稱性，而且受環(huán)境溫度和）因?yàn)橄噜徳哂辛己玫膶?duì)稱

6、性，而且受環(huán)境溫度和干擾等影響后的變化也相同，所以集成運(yùn)放中大量采用各種干擾等影響后的變化也相同，所以集成運(yùn)放中大量采用各種差分放大電路（作輸入級(jí)）和恒流源電路（作偏置電路或有差分放大電路（作輸入級(jí)）和恒流源電路（作偏置電路或有源負(fù)載）。源負(fù)載）。（3）因?yàn)橹谱鞑煌问降募呻娐罚皇撬醚谀２煌┮驗(yàn)橹谱鞑煌问降募呻娐罚皇撬醚谀２煌黾釉骷⒉辉黾又圃旃ば颍约蛇\(yùn)放允許采用增加元器件并不增加制造工序，所以集成運(yùn)放允許采用復(fù)雜的電路形式，以達(dá)到提高各方面性能的目的。復(fù)雜的電路形式，以達(dá)到提高各方面性能的目的。5.1.2 集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（4）因?yàn)楣?/p>

7、片上不宜制作高阻值電阻，所以在集成運(yùn)放）因?yàn)楣杵喜灰酥谱鞲咦柚惦娮瑁栽诩蛇\(yùn)放中常用有源元件（晶體管或場效應(yīng)管）取代電阻。中常用有源元件（晶體管或場效應(yīng)管）取代電阻。（5）集成晶體管和場效應(yīng)管因制作工藝不同，性能上有）集成晶體管和場效應(yīng)管因制作工藝不同，性能上有較大差異，所以在集成運(yùn)放中常采用復(fù)合形式，以得到較大差異，所以在集成運(yùn)放中常采用復(fù)合形式，以得到各方面性能俱佳的效果。各方面性能俱佳的效果。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) 集成運(yùn)放電路中的晶體管和場效應(yīng)管，除了集成運(yùn)放電路中的晶體管和場效應(yīng)管，除了作為放大管外，還構(gòu)成電流源電路，為各級(jí)提供作為放大管外，還構(gòu)成電流源電路，為各

8、級(jí)提供合適的靜態(tài)電流，或作為有源負(fù)載取代高阻值的合適的靜態(tài)電流，或作為有源負(fù)載取代高阻值的電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數(shù)。本節(jié)電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數(shù)。本節(jié)將介紹常見的電流源電路以及有源負(fù)載的應(yīng)用。將介紹常見的電流源電路以及有源負(fù)載的應(yīng)用。5.2 集成運(yùn)放中的電流源電路集成運(yùn)放中的電流源電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) 電流源電路是指能夠輸出恒定電流的電路。由第電流源電路是指能夠輸出恒定電流的電路。由第1章章晶體管（場效應(yīng)管）的特性已知，晶體管（場效應(yīng)管）的特性已知， 晶體管（場效應(yīng)管）晶體管（場效應(yīng)管）本身便具有近似恒流的特性。本身便具有近似恒流的特性。 在集成電路

9、中，在集成電路中， 常用的電流源電路有：常用的電流源電路有： 鏡像電流源鏡像電流源、 精密電流源精密電流源、 微電流源微電流源、 比例電流源比例電流源和和多路電流源多路電流源等。等。 它主要提供集成運(yùn)放中各級(jí)合適的靜態(tài)電流或作為有源它主要提供集成運(yùn)放中各級(jí)合適的靜態(tài)電流或作為有源負(fù)載代替高阻值電阻，負(fù)載代替高阻值電阻， 以提高放大電路的放大倍數(shù)。以提高放大電路的放大倍數(shù)。 5.2.1 電流源電路電流源電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)鏡像電流源鏡像電流源基準(zhǔn)電流RUVIBECCR輸出電流RCII21RCI，I12時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)分析分析條件：兩管參數(shù)對(duì)稱條件：兩管參數(shù)對(duì)稱 模模 擬擬 電電 子子

10、 技技 術(shù)術(shù)鏡像電流源分析鏡像電流源分析由兩只特性完全相同由兩只特性完全相同的管子的管子T T0 0和和T T1 1構(gòu)成，構(gòu)成，U UCE0CE0=U=UBE0BE0，從而保證，從而保證T T0 0工作在放大狀態(tài)。工作在放大狀態(tài)。集成運(yùn)放中縱向晶體管的集成運(yùn)放中縱向晶體管的均在百倍以上。若基本電均在百倍以上。若基本電流源中采用橫向流源中采用橫向PNPPNP管，則管，則只有幾倍。只有幾倍。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)在鏡像電流源在鏡像電流源T T0 0管的集電極與基極之間加管的集電極與基極之間加一個(gè)射極輸出的晶體管一個(gè)射極輸出的晶體管T T2 2。利用。利用T T2 2管的電管的電流放大

11、作用，減小了基極電流流放大作用，減小了基極電流I IB0B0和和I IB1B1對(duì)基對(duì)基準(zhǔn)電流準(zhǔn)電流I IR R的分流。在實(shí)際電路中，有時(shí)在的分流。在實(shí)際電路中，有時(shí)在T T0 0管和管和T T1 1管的基極與地之間加電阻管的基極與地之間加電阻R Re2e2，用，用來增大來增大T T2 2管的工作電流，從而提高管的工作電流，從而提高T T2 2的的 。II，II，。II，RCRCRC保持很好的鏡像關(guān)系保持很好的鏡像關(guān)系與與也可以認(rèn)為也可以認(rèn)為很小很小說明即使說明即使則代入上式可得則代入上式可得若若111982. 010改進(jìn)型鏡像電流源改進(jìn)型鏡像電流源加射極輸出器的電流源加射極輸出器的電流源 模模

12、 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)比例電流源比例電流源分析分析基準(zhǔn)電流輸出電流 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)比例電流源分析比例電流源分析微電流微電流輸出電流可以大于或小于基準(zhǔn)電流，與基準(zhǔn)電流成比例關(guān)系。輸出電流可以大于或小于基準(zhǔn)電流，與基準(zhǔn)電流成比例關(guān)系。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)微電流源微電流源分析分析基準(zhǔn)電流輸出電流 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)微電流源分析微電流源分析集成運(yùn)放輸入級(jí)放大管的集電極（發(fā)射極）靜態(tài)電流很小，往往只有幾十微集成運(yùn)放輸入級(jí)放大管的集電極（發(fā)射極）靜態(tài)電流很小，往往只有幾十微安，甚至更小。為了只采用阻值較小的電阻，而又獲得較小的輸出電流，可安，甚至

13、更小。為了只采用阻值較小的電阻，而又獲得較小的輸出電流，可以將比例電流源中以將比例電流源中R Re0e0的阻值減小到零。的阻值減小到零。在已知在已知R Re e的情況下，上式對(duì)輸?shù)那闆r下，上式對(duì)輸出電流出電流I IC1C1而言是超越方程，可而言是超越方程，可以通過以通過圖解法或累試法解出圖解法或累試法解出I IC1C1。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)基于比例電流源的多路電流源基于比例電流源的多路電流源集成運(yùn)放是一個(gè)集成運(yùn)放是一個(gè)多級(jí)放大電路，多級(jí)放大電路，因而需要多路電因而需要多路電流源分別給各級(jí)流源分別給各級(jí)提供合適的靜態(tài)提供合適的靜態(tài)電流。可以利用電流。可以利用一個(gè)基準(zhǔn)電流去一個(gè)基準(zhǔn)

14、電流去獲得多個(gè)不同的獲得多個(gè)不同的輸出電流，以適輸出電流，以適應(yīng)各級(jí)的需要。應(yīng)各級(jí)的需要。，IE就可以得到所需的電流阻各級(jí)只要選擇合適的電確定后當(dāng)0 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)多集電極管構(gòu)成的多路電流源多集電極管構(gòu)成的多路電流源T T多為橫向多為橫向PNPPNP型管，型管，當(dāng)基極電流一定時(shí)，集當(dāng)基極電流一定時(shí)，集電極電流之比等于它們的集電區(qū)面積之比。電極電流之比等于它們的集電區(qū)面積之比。設(shè)設(shè)各集電區(qū)面積分別為各集電區(qū)面積分別為S S0 0、S S1 1、S S2 2。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)MOSMOS管多路電流源管多路電流源由場效應(yīng)管同樣可以組成鏡像電流源、比例電流源等。

15、由場效應(yīng)管同樣可以組成鏡像電流源、比例電流源等。T T0 0T T3 3均為均為N N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOSMOS管，它們的開啟電壓管，它們的開啟電壓U UGS(th)GS(th)等參數(shù)相等。等參數(shù)相等。在柵在柵- -源電壓相等時(shí)，源電壓相等時(shí)，MOSMOS管的漏極管的漏極電流正比于溝道的寬長比。電流正比于溝道的寬長比。設(shè)寬長比設(shè)寬長比W/L=SW/L=S，且，且T T0 0T T3 3的寬長比分別為的寬長比分別為S S0 0、S S1 1、S S2 2、S S3 3。這樣就可以通過改變場效應(yīng)管的幾何尺寸來獲得各種數(shù)值的電流。這樣就可以通過改變場效應(yīng)管的幾何尺寸來獲得各種數(shù)值的電流。 模模

16、 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)例一：例一：圖示電路是型號(hào)為圖示電路是型號(hào)為F007F007的通用型集成運(yùn)放的電流源部分。其中的通用型集成運(yùn)放的電流源部分。其中T T1010與與T T1111為縱向?yàn)榭v向NPNNPN管；管；T T1212與與T T1313是橫向是橫向PNPPNP型管，其型管，其均為均為5 5。各管的。各管的b-eb-e間電壓值均約為間電壓值均約為0.7V0.7V。試求出各管的集電極電流。試求出各管的集電極電流。解：解： 圖中圖中R5上的電流是基準(zhǔn)電流，根據(jù)上的電流是基準(zhǔn)電流，根據(jù)R5所在回路可以求出所在回路可以求出511122RUUVIBEEBCCRmA73. 0T10與與T1

17、1構(gòu)成微電流源構(gòu)成微電流源10410lnCRTCIIRUIAIC1073. 0ln326利用累試法或圖解法求出利用累試法或圖解法求出AIC2810T12與與T13構(gòu)成鏡像電流源構(gòu)成鏡像電流源RCCIII21213mA52. 0在電流源電路的分析中，首先應(yīng)求出基準(zhǔn)電流在電流源電路的分析中，首先應(yīng)求出基準(zhǔn)電流IR，IR常常是集成運(yùn)放電路中唯一能夠通常常是集成運(yùn)放電路中唯一能夠通過列回路方程直接求出的電流；然后利用與過列回路方程直接求出的電流；然后利用與IR的關(guān)系，分別求出各路輸出電流。的關(guān)系，分別求出各路輸出電流。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)例二：例二：多路電流源電路如圖所示，已知所有晶體

18、管的多路電流源電路如圖所示，已知所有晶體管的特性均相同，特性均相同，U UBEBE均為均為0.7V0.7V，R=136kR=136k 。試求。試求I IC1C1、I IC2C2各各為多少為多少? ?130BCII解：解：RUUVIBEBECCR03A10030BCRIIIRCII322當(dāng)當(dāng) (1+ )3時(shí)時(shí)AIIIRCC10021)1 (3CCII 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)思考：思考：電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知0 0 = 1 1 = 2=100，各，各管的管的UBE均為均為0.7V，R=136k 。試求試求IC2的值。的值。RUUVIBEBECCR12mA1 . 0分析分析

19、:20BCRIIICCII RCII1mAIR1 . 0 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)思考思考:在下圖電路中，在下圖電路中， T1、T2管的特性相同，管的特性相同， 已知已知VCC=15V，1=2=，UBE1=UBE2=0.6V。 （1）試證明當(dāng)）試證明當(dāng) 2時(shí)，時(shí)， IC2IR； （2）若要求）若要求IC2=28A，電阻，電阻R應(yīng)取多大？應(yīng)取多大？ 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)思考思考:在下圖電路中在下圖電路中（1）指出電路為何種電流源電路；）指出電路為何種電流源電路； （2）根據(jù)二極管電流方程，）根據(jù)二極管電流方程， 導(dǎo)出導(dǎo)出T1、 T2管的工作電流管的工作電流IC1、 IC2

20、的關(guān)系式；的關(guān)系式； （3）若測得）若測得IC228A，IC10.73mA，估，估算電阻算電阻Re和和R的阻值；的阻值； （4）說明微電流源和上題所示鏡像電流源的異同。）說明微電流源和上題所示鏡像電流源的異同。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) 在共射放大電路中，為了提高在共射放大電路中，為了提高Au，行之有效的方法是，行之有效的方法是增大集電極電阻增大集電極電阻Rc。 然而，為了維持晶體管的靜態(tài)電流不然而，為了維持晶體管的靜態(tài)電流不變，在增大變，在增大Rc時(shí)必須提高電源電壓。當(dāng)電源電壓增大到一時(shí)必須提高電源電壓。當(dāng)電源電壓增大到一定程度時(shí)，電路的設(shè)計(jì)就變得不合理了。另外在集成電路定程度時(shí)，

21、電路的設(shè)計(jì)就變得不合理了。另外在集成電路中，不能使用過大的電阻，而且中，不能使用過大的電阻，而且Rc增大，直流功耗也增大，增大，直流功耗也增大，對(duì)電源電壓的要求也會(huì)提高，因此對(duì)電源電壓的要求也會(huì)提高，因此Au的增加受到的增加受到Rc取值的取值的限制。限制。 如果用恒流源來代替如果用恒流源來代替Rc，則由于恒流源的直流電阻，則由于恒流源的直流電阻不大，故恒流源兩端的直流電壓并不大，但恒流源的動(dòng)不大，故恒流源兩端的直流電壓并不大，但恒流源的動(dòng)態(tài)交流電阻很大，該交流電阻與交流通道中的態(tài)交流電阻很大，該交流電阻與交流通道中的Rc等效，等效，Au可以大大提高。可以大大提高。由于晶體管和場效應(yīng)管是有源器件

22、，由于晶體管和場效應(yīng)管是有源器件， 而上述電路又以它們?yōu)樨?fù)載，故稱為有源負(fù)載。而上述電路又以它們?yōu)樨?fù)載，故稱為有源負(fù)載。5.2.2 有源共射放大電路有源共射放大電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)有源共射放大電路有源共射放大電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)5.3 差動(dòng)放大電路（差動(dòng)放大電路（差分放大電路差分放大電路）零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性零點(diǎn)漂移的嚴(yán)重性根據(jù)集成電路結(jié)構(gòu)形式上的特點(diǎn)，集成電路的級(jí)間耦合方根據(jù)集成電路結(jié)構(gòu)形式上的特點(diǎn)，集成電路的級(jí)間耦合方式一般采用直接耦合。直接耦合存在式一般采用直接耦合。直接耦合存在溫度漂移溫度漂移問題。為了問題。為了抑制抑制溫度漂移溫度漂移，一種比較有效

23、的電路就是，一種比較有效的電路就是差動(dòng)放大電路。差動(dòng)放大電路。差動(dòng)放大電路是構(gòu)成多級(jí)直接耦合放大電路的基本單元電差動(dòng)放大電路是構(gòu)成多級(jí)直接耦合放大電路的基本單元電路。路。如果零點(diǎn)漂移的大小足以和輸出的有用信號(hào)相比擬，就如果零點(diǎn)漂移的大小足以和輸出的有用信號(hào)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。正常工作，必須有效地抑制零點(diǎn)漂移。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)5.3.1 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路( (Differential Amplifier) )1. 電路組成電路組成 特點(diǎn)：特點(diǎn)： a.

24、兩只完全相同的兩只完全相同的管子；管子； b.元件參數(shù)對(duì)稱元件參數(shù)對(duì)稱差動(dòng)放大電路是由典型的工作點(diǎn)穩(wěn)定電路演變而來的。差動(dòng)放大電路是由典型的工作點(diǎn)穩(wěn)定電路演變而來的。所謂所謂“差動(dòng)差動(dòng)”，是指只有當(dāng)兩個(gè)輸入端，是指只有當(dāng)兩個(gè)輸入端uI1與與uI2之間有之間有差別（即變化量）時(shí)，輸出電壓才有變動(dòng)（即變化量）差別（即變化量）時(shí)，輸出電壓才有變動(dòng)（即變化量）的意思。的意思。對(duì)于差動(dòng)放大電路的分析，多是在理想情況下，對(duì)于差動(dòng)放大電路的分析，多是在理想情況下，即電路參數(shù)理想對(duì)稱情況下進(jìn)行的。即電路參數(shù)理想對(duì)稱情況下進(jìn)行的。所謂電路參所謂電路參數(shù)理想對(duì)稱，是指在對(duì)稱位置的電阻值絕對(duì)相等，數(shù)理想對(duì)稱，是指在

25、對(duì)稱位置的電阻值絕對(duì)相等，兩只晶體管在任何溫度下輸入特性曲線與輸出特兩只晶體管在任何溫度下輸入特性曲線與輸出特性曲線都完全重合。性曲線都完全重合。應(yīng)當(dāng)指出，由于電阻的阻值應(yīng)當(dāng)指出，由于電阻的阻值誤差各不相同，特別是晶體管特性的分散性，實(shí)誤差各不相同，特別是晶體管特性的分散性，實(shí)際的電路參數(shù)不可能理想對(duì)稱。際的電路參數(shù)不可能理想對(duì)稱。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)2. 輸入輸出方式輸入輸出方式輸入端：輸入端：同相輸入端、反相輸入端同相輸入端、反相輸入端輸入方式：輸入方式：雙端輸入：雙端輸入：若信號(hào)同時(shí)加到同相輸入端和反相輸入端。若信號(hào)同時(shí)加到同相輸入端和反相輸入端。單端輸入：單端輸入：若信

26、號(hào)僅從一個(gè)輸入端加入，若信號(hào)僅從一個(gè)輸入端加入， 另一個(gè)輸入端接地。另一個(gè)輸入端接地。輸出方式：輸出方式：雙端輸出：雙端輸出：若從若從C1和和C2兩端輸出。兩端輸出。單端輸出：單端輸出： 僅從集電極僅從集電極C1或或C2對(duì)地輸出稱為單端輸出。對(duì)地輸出稱為單端輸出。輸出端：輸出端：一個(gè)是一個(gè)是T1的集電極的集電極C1， 另一個(gè)是另一個(gè)是T2的集電極的集電極C2差動(dòng)電路的工作模式：差動(dòng)電路的工作模式：(1)雙端輸入、雙端輸入、 雙端輸出（雙入雙端輸出（雙入雙出）雙出） (2)雙端輸入、雙端輸入、 單端輸出（雙入單端輸出（雙入單出）單出） (3)單端輸入、單端輸入、 雙端輸出（單入雙端輸出（單入雙出

27、）雙出） (4)單端輸入、單端輸入、 單端輸出（單入單端輸出（單入單出）單出） 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)3. 差模信號(hào)與共模信號(hào)差模信號(hào)與共模信號(hào)差模輸入信號(hào)：差模輸入信號(hào)：差模信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)之差差模信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)之差差模信號(hào)：差模信號(hào)：指在兩個(gè)輸入端加上大小相等，指在兩個(gè)輸入端加上大小相等， 極性相反的信號(hào)極性相反的信號(hào)共模信號(hào)：共模信號(hào)： 指在兩個(gè)輸入端加上大小相等，指在兩個(gè)輸入端加上大小相等， 極性相同的信號(hào)極性相同的信號(hào)共模輸入信號(hào)：共模輸入信號(hào)：共模信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)的平均值共模信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)的平均值2121IIIcuuu21IIIduuuIcIdI1u

28、u21u 即：即：IcIdI2uu21u 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)4. 抑制零漂的工作原理抑制零漂的工作原理 原理：原理：靜態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)為零，即將輸入端和短接。靜態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)為零，即將輸入端和短接。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)，兩管的集電極電流化時(shí)，兩管的集電極電流ICQ1和和ICQ2的變化規(guī)律始終相同，的變化規(guī)律始終相同，結(jié)果使兩管的集電極電位結(jié)果使兩管的集電極電位UCQ1、UCQ2始終相等，從而使始終相等，從而使UO= UCQ1 - UCQ2 =0，因此抑制了零點(diǎn)漂移。，因此抑制了零點(diǎn)漂移。具體實(shí)踐：具體

29、實(shí)踐：在實(shí)踐中，兩個(gè)特性相同的管子采用在實(shí)踐中，兩個(gè)特性相同的管子采用“差分差分對(duì)管對(duì)管”，兩半電路中對(duì)應(yīng)的電阻可用電橋精密選配，盡，兩半電路中對(duì)應(yīng)的電阻可用電橋精密選配，盡可能保證阻值對(duì)稱性精度滿足要求。可能保證阻值對(duì)稱性精度滿足要求。結(jié)論：結(jié)論：可想而知，即使采取了這些措施，差動(dòng)放大電可想而知，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(duì)稱，也就是說，零點(diǎn)漂路的兩半電路仍不可能完全對(duì)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。移不可能完全消除，只能被抑制到很小。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路 電路參數(shù)理想對(duì)稱，電路參數(shù)理想對(duì)

30、稱，R Rb1b1=R=Rb2b2=R=Rb b，R Rc1c1=R=Rc2c2=R=Rc c；T T1 1管與管與T T2 2管的特性相同，管的特性相同，1 1= = 2 2= = ，r rbe1be1=r=rbe2be2=r=rbebe；R Re e為為公共的發(fā)射極電阻。公共的發(fā)射極電阻。靜態(tài)分靜態(tài)分析析共模信共模信號(hào)作用號(hào)作用差模信差模信號(hào)作用號(hào)作用電壓傳輸特性電壓傳輸特性 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)u uI1I1= =u uI2I2=0=0時(shí)，作靜態(tài)分析：時(shí)，作靜態(tài)分析：在通常情況下，在通常情況下，R Rb b阻值很小阻值很小（很多情

31、況下（很多情況下R Rb b為信號(hào)源內(nèi)為信號(hào)源內(nèi)阻），而且阻），而且I IBQBQ也很小，所以也很小，所以R Rb b上的電壓可忽略不計(jì)。上的電壓可忽略不計(jì)。eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCCEQURIVU21CQCQUU021CQCQOUUu 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)二、對(duì)共模信號(hào)的抑制作用二、對(duì)共模信號(hào)的抑制作用共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù) 由于電路參數(shù)的理想對(duì)稱性，溫度變化時(shí)管由于電路參數(shù)的理想對(duì)稱性，溫度變化時(shí)管子的電流變化完全相同，子的電流變化完全相同，故可以將溫度漂移故可以將溫度漂移等效成共模信號(hào)等效成共模信號(hào)，差分放大電路對(duì)共模信號(hào)差分放大電路對(duì)共模

32、信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用。有很強(qiáng)的抑制作用。電路參數(shù)的對(duì)稱性起了相互補(bǔ)電路參數(shù)的對(duì)稱性起了相互補(bǔ)償?shù)淖饔茫种屏藴囟绕啤數(shù)淖饔茫种屏藴囟绕啤．?dāng)電路輸入共模信號(hào)時(shí)，基極當(dāng)電路輸入共模信號(hào)時(shí)，基極電流和集電極電流的變化量相電流和集電極電流的變化量相等，因此，集電極電位的變化等，因此，集電極電位的變化也相等，從而使得輸出電壓也相等，從而使得輸出電壓u uO O=0=0。另外，。另外，還利用了射極電還利用了射極電阻阻R Re e對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔茫瑢?duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔茫种屏嗣恐痪w管集電極電流抑制了每只晶體管集電極電流的變化，從而抑制集電極電位的變化，從而抑制集電極電位的變化。的變化。Ic

33、OccuuA0Ou0cA 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)三、差模信號(hào)的放大作用三、差模信號(hào)的放大作用 由于由于E E點(diǎn)電位在差模信號(hào)作用下不變，相當(dāng)于接點(diǎn)電位在差模信號(hào)作用下不變，相當(dāng)于接“地地”；又由于負(fù)載電阻的中點(diǎn)電位在差模信號(hào)作用下；又由于負(fù)載電阻的中點(diǎn)電位在差模信號(hào)作用下也不變，也相當(dāng)于接也不變，也相當(dāng)于接“地地”，因而負(fù)載，因而負(fù)載R RL L被分成相等的被分成相等的兩部分，分別接在兩部分，分別接在T T1 1管和管和T T2 2管的管的c-ec-e之間。之間。差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)IdOdduuAbebLcdrRRRA2/)(2bebirRRcoRR2共模抑制比共模抑制比cd

34、CMRAAK0cACMRK電路電路差模信號(hào)作用下的等效差模信號(hào)作用下的等效 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)差模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析差模信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)分析 共模抑制比是考察差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力的一共模抑制比是考察差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力的一個(gè)參數(shù)，其值愈大，說明電路性能愈好。個(gè)參數(shù)，其值愈大，說明電路性能愈好。 雖然差分放大電路用了兩只晶體管，但它的電壓放大能力只相當(dāng)于單管共射放大電路。雖然差分放大電路用了兩只晶體管，但它的電壓放大能力只相當(dāng)于單管共射放大電路。因而差分放大電路是以犧牲一只管子的放大倍數(shù)為代價(jià)，換取了低溫漂的效

35、果。因而差分放大電路是以犧牲一只管子的放大倍數(shù)為代價(jià)，換取了低溫漂的效果。差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)共模抑制比共模抑制比 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)四、電壓傳輸特性四、電壓傳輸特性放大電路輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性，即放大電路輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性，即u uO O=f(u=f(uI I) )。從曲線可知，只有在中間一段差模輸入與輸出才是線性關(guān)系，斜率就是差模從曲線可知，只有在中間一段差模輸入與輸出才是線性關(guān)系，斜率就是差模電壓放大倍數(shù)。電壓放大倍數(shù)。當(dāng)輸入電壓幅值過大時(shí)，輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生失真，若再加大輸入電壓，則輸當(dāng)輸入電壓幅值過大時(shí)，輸出

36、電壓就會(huì)產(chǎn)生失真，若再加大輸入電壓，則輸出電壓將趨于不變，其數(shù)值取決于電源電壓出電壓將趨于不變，其數(shù)值取決于電源電壓V VCCCC。若改變?nèi)舾淖僽 uIdId的極性，則可得到另一條如圖中虛線所示的曲線，它與實(shí)線完全對(duì)的極性，則可得到另一條如圖中虛線所示的曲線，它與實(shí)線完全對(duì)稱。稱。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)接法一：接法一：雙端輸入雙端輸入- -雙端輸出差分放大電路雙端輸出差分放大電路bebLcdrRRRA2/)(2bebirRRcoRR20cACMRK動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)QQ點(diǎn)點(diǎn)eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCCEQURIVU 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)接

37、法二：接法二：雙端輸入雙端輸入- -單端輸出差分放大電路單端輸出差分放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)分析差模信差模信號(hào)作用號(hào)作用共模信共模信號(hào)作用號(hào)作用 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)(1)(1)靜態(tài)分析靜態(tài)分析直流通路直流通路:利利用用戴戴維維寧寧定定理理LccRRR/eBEQEEEQRUVI21EQBQIIBEQcCQCCCEQURIVU2BEQcCQCCCEQURIVU1點(diǎn)QCCLcLCCVRRRV 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)(2)(2)對(duì)差模信號(hào)的放大作用對(duì)差模信號(hào)的放大作用差模信號(hào)作用下的等效電路差模信號(hào)作用下的等效電路bebLcdrRRRA/21)(2bebirRRcoRR 模模

38、擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)(3)對(duì)共模信號(hào)的抑制作用對(duì)共模信號(hào)的抑制作用將射極電阻將射極電阻R Re e進(jìn)行等效變換進(jìn)行等效變換共模信號(hào)作用下的等效電路共模信號(hào)作用下的等效電路 可以看出，可以看出，R Re e愈大，愈大，A Ac c的值愈小，的值愈小，K KCMRCMR愈大，電路的性能也就愈好。愈大，電路的性能也就愈好。因此，增大因此，增大R Re e是改善共模抑制比的基本措施。是改善共模抑制比的基本措施。ebebLccRrRRRA)1 (2)/()(2)1 (2bebebebcdCMRrRRrRAAKbebLcdrRRRA/21由前面分析知 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)接法三：接法

39、三：單端輸入單端輸入- -雙端輸出差分放大電路雙端輸出差分放大電路輸入差模信號(hào)的等效變換輸入差模信號(hào)的等效變換 若電路參數(shù)理想對(duì)稱，則共模放大倍數(shù)為零，共模抑制比為無窮大。若電路參數(shù)理想對(duì)稱，則共模放大倍數(shù)為零，共模抑制比為無窮大。 其其Q Q點(diǎn)以及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析與雙端輸入點(diǎn)以及動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析與雙端輸入- -雙端輸出電路完全相同。雙端輸出電路完全相同。2IcIdOuAuAu單端輸入電路與雙端輸入電路的區(qū)別在于：單端輸入電路與雙端輸入電路的區(qū)別在于： 在差模信號(hào)輸入的同時(shí)，伴隨著共模信號(hào)輸入。在差模信號(hào)輸入的同時(shí)，伴隨著共模信號(hào)輸入。因此，在共模放大倍數(shù)因此，在共模放大倍數(shù)A Ac c不為零時(shí)，

40、輸出端不僅有差模信號(hào)作用而得到的差模不為零時(shí)，輸出端不僅有差模信號(hào)作用而得到的差模輸出電壓，而且還有共模信號(hào)作用而得到的共模輸出電壓，即輸出電壓：輸出電壓，而且還有共模信號(hào)作用而得到的共模輸出電壓，即輸出電壓： 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)接法四：接法四：單端輸入單端輸入- -單端輸出差分放大電路單端輸出差分放大電路 四種接法的動(dòng)態(tài)參數(shù)特點(diǎn)歸納如下：四種接法的動(dòng)態(tài)參數(shù)特點(diǎn)歸納如下：輸入電阻輸入電阻R Ri i均為均為2(R2(Rb b+r+rbebe) )。A Ad d、A Ac c、R Ro o與輸出方式有關(guān)。雙端輸出與單端輸出不同。與輸出方式有關(guān)。雙端輸出與單端輸出不同。單端輸入時(shí)，

41、若輸入信號(hào)為單端輸入時(shí)，若輸入信號(hào)為u uI I，其差模輸入電壓，其差模輸入電壓u uIdId=u=uI I，其共模輸入，其共模輸入電壓電壓u uIcIc=+u=+uI I/2/2。 是輸出電壓表達(dá)式。是輸出電壓表達(dá)式。2IcIdOuAuAu 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)具有恒流源的差分放大電路具有恒流源的差分放大電路 當(dāng)當(dāng)T T3 3管輸出特性為理想特性時(shí)，即當(dāng)管輸出特性為理想特性時(shí)，即當(dāng)T T3 3在放大區(qū)的輸出特性曲線是橫軸的平在放大區(qū)的輸出特性曲線是橫軸的平行線時(shí)，行線時(shí)，恒流源的內(nèi)阻為無窮大，即相當(dāng)于恒流源的內(nèi)阻為無窮大，即相當(dāng)于T T1 1管和管和T T2 2管的發(fā)射極接了一

42、個(gè)阻值為管的發(fā)射極接了一個(gè)阻值為無窮大的電阻，對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔脽o窮大，因此使電路的無窮大的電阻，對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔脽o窮大，因此使電路的A Ac c=0=0，K KCMRCMR=。 恒流源電路在不高的電源電壓下恒流源電路在不高的電源電壓下既為差分放大電路設(shè)置了合適的靜態(tài)工作電既為差分放大電路設(shè)置了合適的靜態(tài)工作電流，又大大增強(qiáng)了共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫闺娐肪哂懈鼜?qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力。流，又大大增強(qiáng)了共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫闺娐肪哂懈鼜?qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力。II，T、R、RRB323321電路參數(shù)應(yīng)滿足組成工作點(diǎn)穩(wěn)定電路和EERVRRRU212233233RUUIIBEREC2321CEQEQII

43、I)(恒定電流 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)恒流源電路的簡化畫法及電路調(diào)零措施恒流源電路的簡化畫法及電路調(diào)零措施恒流源電路可用一恒流源取代。在實(shí)際電路中，難以做到參數(shù)恒流源電路可用一恒流源取代。在實(shí)際電路中，難以做到參數(shù)理想對(duì)稱，常用一阻值很小的電位器加在兩只管子發(fā)射極之間，理想對(duì)稱，常用一阻值很小的電位器加在兩只管子發(fā)射極之間，稱稱R Rw w為調(diào)零電位器。為調(diào)零電位器。221IIIEQEQ2)1 (wbebcdRrRRAwbebiRrRR)1 ()(2coRR20cACMRK動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù) 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)場效應(yīng)管差分放大電路場效應(yīng)管差分放大電路為了獲得高輸入電阻

44、的差分放大電路，可以將前面所講電路中的為了獲得高輸入電阻的差分放大電路，可以將前面所講電路中的差放管用場效應(yīng)管取代晶體管。這種電路特別適于做直接耦合多差放管用場效應(yīng)管取代晶體管。這種電路特別適于做直接耦合多級(jí)放大電路的輸入級(jí)。場效應(yīng)管差分放大電路也有四種接法。級(jí)放大電路的輸入級(jí)。場效應(yīng)管差分放大電路也有四種接法。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)有源負(fù)載差分放大電路有源負(fù)載差分放大電路 由于由于T T3 3和和T T4 4管構(gòu)成的電流源作為有源負(fù)載，將管構(gòu)成的電流源作為有源負(fù)載，將T T1 1集電極電流的變化轉(zhuǎn)換為集電極電流的變化轉(zhuǎn)換為輸出電流，所以使單端輸出電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力接近雙端

45、輸出的情況。輸出電流，所以使單端輸出電路對(duì)差模信號(hào)的放大能力接近雙端輸出的情況。利用鏡像電流源作有源負(fù)載，不但可將利用鏡像電流源作有源負(fù)載，不但可將T T1 1管的集電極電流變化轉(zhuǎn)換為輸出電管的集電極電流變化轉(zhuǎn)換為輸出電流，而且還將使所有變化電流流向負(fù)載。流，而且還將使所有變化電流流向負(fù)載。輸出電流約為單端輸出時(shí)的兩倍，輸出電流約為單端輸出時(shí)的兩倍，因而電壓放大倍數(shù)接近雙端輸出時(shí)的情況。因而電壓放大倍數(shù)接近雙端輸出時(shí)的情況。II，iII，II；II，I。III，IIT，TCCOCCCCCCCCEE022121241434133212121所以所以而因?yàn)槎驗(yàn)閯t則若若管的發(fā)射極電流管的發(fā)射極電流

46、管和管和靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)。，。iiii，；ii，ii；ii，ii，CCCOCCCCCCCC的情況的情況雙端輸出時(shí)雙端輸出時(shí)因而電壓放大倍數(shù)接近因而電壓放大倍數(shù)接近時(shí)的兩倍時(shí)的兩倍輸出電流約為單端輸出輸出電流約為單端輸出由此可見由此可見所以所以的鏡像關(guān)系的鏡像關(guān)系和和由于由于而而動(dòng)態(tài)集電極電流動(dòng)態(tài)集電極電流點(diǎn)點(diǎn)根據(jù)差分放大電路的特根據(jù)差分放大電路的特當(dāng)差模信號(hào)輸入時(shí)當(dāng)差模信號(hào)輸入時(shí)124434313212 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)只與輸出方式有關(guān)，與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)只與輸出方式有關(guān)，與單端輸入還是雙端輸入無關(guān) 雙端輸出時(shí)：雙端輸出時(shí)：beLcd)2/(rRRRAb 單端輸出時(shí)：單端

47、輸出時(shí)：beLcd/21rRRRAb (2)(2)共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)只與輸出方式有關(guān)，只與輸出方式有關(guān)，與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān) 雙端輸出時(shí)：雙端輸出時(shí)： 單端輸出時(shí)：單端輸出時(shí)：0cA差動(dòng)放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié)差動(dòng)放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié)(1)(1)差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)ebebLccRrRRRA)1 (2)/(eLRR2 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) (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。beid2rRRb (4)(4

48、)輸出電阻輸出電阻 雙端輸出時(shí)：雙端輸出時(shí)： 單端輸出時(shí)：單端輸出時(shí)：coRR coRR2 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)(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(gè)重要指標(biāo)。是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。cdCMRAAKdBlg20cdCMRAAK或或 雙端輸出時(shí)雙端輸出時(shí)KCMR可認(rèn)為等于無窮大，可認(rèn)為等于無窮大， 單端輸出時(shí)共模抑制比：單端輸出時(shí)共模抑制比：)(2)1 (2bebebebcdCMRrRRrRAAK 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)差動(dòng)放大電路四種輸入、輸出方式比較差動(dòng)放大電路四種輸入、輸出方式比較uid = ui uic = ui

49、/ 2單入單入單出單出uid = ui uic =0雙入雙入單出單出uid = ui uic =ui / 2單入單入雙出雙出uid = ui uic = 0雙入雙入雙出雙出共模抑制共模抑制比比KCMR Ro差模差模 Rid差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù) Ad差模差模uid共模共模uic輸入輸出輸入輸出方式方式C2RCR icoccuuA 很小很小beLcd)2/(rRRRAbbeLcd/21rRRRAbbe2rRbbe2rRb 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)例：例：電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知R Rb b=1k =1k ，R Rc c=10k =10k ，R RL L=5.1k =5.1

50、k ，V VCCCC=12V=12V，V VEEEE=6V=6V；晶體；晶體管的管的=100=100，r rbebe=2k=2k。（1 1）為使）為使T T1 1管和管和T T2 2管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為管的發(fā)射極靜態(tài)電流均為0.5mA0.5mA，R Re e的取值應(yīng)為多少？的取值應(yīng)為多少？T T1 1管和管和T T2 2管管的管壓降的管壓降U UCEQCEQ等于多少？等于多少？（2 2）計(jì)算）計(jì)算A Au u、R Ri i和和R Ro o的數(shù)值；的數(shù)值；（3 3）若將電路改成單端輸出（由）若將電路改成單端輸出（由T T1 1管的集電極輸出），用直流表測得輸出電壓管的集電極輸出），用直流表測得

51、輸出電壓u uO O=3V=3V，試問輸入電壓試問輸入電壓u uI I約為多少？設(shè)約為多少？設(shè)I IEQEQ=0.5mA=0.5mA，且共模輸出電壓可忽略不計(jì)。，且共模輸出電壓可忽略不計(jì)。kIUVREQBEQEEe3 . 52) 1 (VURIVUBEQcCQCCCEQ7 . 7)2(682/bebLcurRRRAkrRRbebi6)(2kRRco202)3(VuAUuIuCQO31VRRIVRRRRIVULcCQCCLcLcCQCCCQ36. 2)/(156/21bebLcurRRRAmVuI4 .11由于用直流表測得的輸出電壓中既含有直流（靜態(tài)）量由于用直流表測得的輸出電壓中既含有直流（靜

52、態(tài)）量又含有變化量（信號(hào)作用的結(jié)果），所以首先應(yīng)計(jì)算出又含有變化量（信號(hào)作用的結(jié)果），所以首先應(yīng)計(jì)算出靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)1管的集電極電位，然后用所測電壓減去靜態(tài)管的集電極電位，然后用所測電壓減去靜態(tài)電位就可得到動(dòng)態(tài)電壓電位就可得到動(dòng)態(tài)電壓分析：分析： 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)思考：思考：圖示電路參數(shù)理想對(duì)稱，晶體管的圖示電路參數(shù)理想對(duì)稱，晶體管的均為均為100100， =100=100，U UBEQBEQ=0.7V=0.7V。試計(jì)算。試計(jì)算R Rw w滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)端在中點(diǎn)時(shí)T T1 1管和管和T T2 2管的發(fā)射極靜態(tài)電流管的發(fā)射極靜態(tài)電流I IEQEQ，以及動(dòng)態(tài)參數(shù)以及動(dòng)態(tài)參數(shù)A

53、Ad d和和R Ri i。bbr分析：分析：WeBEQEEEQRRUVI212mA517. 02)1 (WbecdRrRAEQTbbbeIUrr)1 (k18. 597WbeiRrR)1 (2k5 .20 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)分析：分析：eBEQEEEQRUVI2mA265. 0CCQCCCQRIVU1)/(LcCQCCLcLRRIVRRRV23. 3VUCQ152（1）（2）bebLcdrRRRA)/(217 .32EQTbbbeIUrr)1 (k1 . 5VuAUuIdCQO21mVuI6 .37若若uI=10mVIdCQOuAUu1V9 . 2思考：思考：電路如圖所示，晶體

54、管的電路如圖所示，晶體管的=50=50， =100 =100 。（1 1）計(jì)算靜態(tài)時(shí)）計(jì)算靜態(tài)時(shí)T T1 1管和管和T T2 2管的集電極電流和集電極電位；管的集電極電流和集電極電位；（2 2）用直流表測得）用直流表測得u uO O=2V=2V，u uI I= =？若？若u uI I=10mV=10mV，則，則u uO O= =？若？若u uI I=100mV=100mV，則，則u uO O = =？bbr若若uI=100mVIdCQOuAUu1V04. 0 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)思考：思考：電路如圖所示，電路如圖所示，T1與與T2管的特性相同，所有晶體管的管的特性相同，所有晶體管

55、的均相均相同，同，Rc1遠(yuǎn)大于二極管的正向電阻。當(dāng)遠(yuǎn)大于二極管的正向電阻。當(dāng)uI1uI20V時(shí)，時(shí)，uO0V。 （1）求解電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式；）求解電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式； （2）當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，）當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，uO=？簡述理由。？簡述理由。分析：分析：（1）（2）21uuuAAA321312/becbebecrRrrR在忽略二極管動(dòng)態(tài)電阻的情況下在忽略二極管動(dòng)態(tài)電阻的情況下當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，當(dāng)有共模輸入電壓時(shí)，uO近似為零。近似為零。dcrR121ccuu03BEu0Ou 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)思考：思考：電路如圖所示，電路如圖所示，T T1 1和和T T2 2的低頻

56、跨導(dǎo)的低頻跨導(dǎo)g gm m均為均為2mS2mS。試求解差模放。試求解差模放大倍數(shù)和輸入電阻。大倍數(shù)和輸入電阻。 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)5.4.1 集成運(yùn)放基本知識(shí)集成運(yùn)放基本知識(shí)一、通用型集成運(yùn)放一、通用型集成運(yùn)放( (Operational Amplifier) )的組成的組成模擬集成電路的特點(diǎn)模擬集成電路的特點(diǎn)1) ) 直接耦合：直接耦合：采用差分電路形式，元件相對(duì)誤差小；采用差分電路形式，元件相對(duì)誤差小；2) ) 大電阻用恒流源代替，大電容外接；大電阻用恒流源代替，大電容外接；3) ) 二極管用三極管代替二極管用三極管代替( (B、C 極接在一起極接在一起) )；4) ) 高

57、增益、高輸入電阻、低輸出電阻。高增益、高輸入電阻、低輸出電阻。 5.4集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路5.4集成運(yùn)算放大電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)集成運(yùn)放電路的組成及其各部分的作用集成運(yùn)放電路的組成及其各部分的作用偏置電路偏置電路用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。集成運(yùn)放采用電用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。集成運(yùn)放采用電流源電路為各級(jí)提供合適的集電極（或發(fā)射極、漏極）靜態(tài)工作電流，從流源電路為各級(jí)提供合適的集電極（或發(fā)射極、漏極）靜態(tài)工作電流，從而確定合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。而確定合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。輸入級(jí)輸入級(jí)是一個(gè)雙端輸入的高性能差分放大電路。一般要求其輸入電阻高

58、，是一個(gè)雙端輸入的高性能差分放大電路。一般要求其輸入電阻高，差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號(hào)的能力強(qiáng)，靜態(tài)電流小。差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號(hào)的能力強(qiáng)，靜態(tài)電流小。中間級(jí)中間級(jí)是整個(gè)放大電路的主放大器，其作用是使集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大是整個(gè)放大電路的主放大器，其作用是使集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大能力，多采用共射（或共源）放大電路。而且為了提高電壓放大倍數(shù)，常能力，多采用共射（或共源）放大電路。而且為了提高電壓放大倍數(shù)，常采用復(fù)合管做放大管，以恒流源做集電極負(fù)載。采用復(fù)合管做放大管，以恒流源做集電極負(fù)載。輸出級(jí)輸出級(jí)應(yīng)具有輸出電壓線性范圍寬、輸出電阻小（即帶負(fù)載能力強(qiáng)）、非應(yīng)具有輸出電壓線性范圍寬、輸出

59、電阻小（即帶負(fù)載能力強(qiáng)）、非線性失真小等特點(diǎn)。集成運(yùn)放的輸出級(jí)多采用互補(bǔ)對(duì)稱輸出電路。線性失真小等特點(diǎn)。集成運(yùn)放的輸出級(jí)多采用互補(bǔ)對(duì)稱輸出電路。在一般的集成運(yùn)放電路中，為了克服溫漂，輸入級(jí)幾乎毫無例外在一般的集成運(yùn)放電路中，為了克服溫漂，輸入級(jí)幾乎毫無例外地采用差分放大電路；為了增大放大倍數(shù)，中間級(jí)多采用共射放地采用差分放大電路；為了增大放大倍數(shù)，中間級(jí)多采用共射放大電路；為了提高帶負(fù)載能力且具有盡可能大的不失真輸出電壓大電路；為了提高帶負(fù)載能力且具有盡可能大的不失真輸出電壓范圍，輸出級(jí)多采用互補(bǔ)式電壓跟隨電路范圍，輸出級(jí)多采用互補(bǔ)式電壓跟隨電路 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)5.4. 2

60、 通用型集成運(yùn)算放大器通用型集成運(yùn)算放大器 F007 電路簡介電路簡介5.4.2通用型集成運(yùn)算放大器F007電路簡介（1） 模模 擬擬 電電 子子 技技 術(shù)術(shù)F007F007電路中的偏置電路部分電路中的偏置電路部分從從V VCCCC經(jīng)經(jīng)T T1212、R R5 5和和T T1111到到 V VCCCC所構(gòu)成的回路的電流能夠直接估算出來，因而所構(gòu)成的回路的電流能夠直接估算出來，因而R R5 5中的中的電流為偏置電路的基準(zhǔn)電流。電流為偏置電路的基準(zhǔn)電流。T T1010與與T T1111構(gòu)成微電流源，構(gòu)成微電流源，而且而且T T1010的集電極電流的集電極電流I IC10C10等于等于T T9 9管