集成運算放大器和差動放大電路第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月20232零點漂移:uot0當ui=0

時：uiRC1R1T1R2+VCCuoRC2T2RE24.1

差動放大電路4.1.1直接耦合特殊問題第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202334.1.1

典型差動放大電路⑴兩只晶體管參數完全相同，具有相同的靜態工作點，而有溫度變化所引起的參數的變化也具有對稱性。⑵兩個輸入端ui1和ui2。⑶信號可從兩個集電極之間取出，稱為雙端輸出uo

。有兩個單輸出端u01和u02。1、特點uoui1+VCCRCT1RBRCT2RBui2RE–VEEu01u02第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月20234雙電源的作用：IB1、IB2由負電源-VEE提供。為了使左右平衡，可設置調零電位器。加入負電源-VEE

，采用正負雙電源供電。uoui1+VCCRCT1RBRCT2RBui2RE–VEE第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月20235溫度TICIE

=2ICUEUBEIBICRE強負反饋作用ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-VEERE抑制溫度漂移，穩定靜態工作點。RE的作用

設ui1

=ui2

=0，靜態時IC穩定!第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202362.Q點的計算IC1IC2IBIBIEui1uo+VCCRCT1RBRCT2RBui2-VEERE一般可以認為第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月20237例具有集電極調零電位器Rp的差動式放大電路如所示。已知β=50，VBE1=VBE2=0.7V，當Rp置中點位置時，求電路的靜態工作點。

解：靜態時vi1=vi2=0，有一般可以認為第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202383.動態分析1差模輸入信號分量:共模輸入信號分量:2兩信號大小相等、極性相反兩信號大小相等、極性相同ui1uo+VCCRCT1RBRCT2RBui2-VEERE兩輸入端加信號(differentialmode)(commonmode)第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202393實際對地輸入:ui1,

ui2差模分量:共模分量:ud=ui1-ui2uC=ui1

=uC+

ud/2ui2=uC–ud/2疊加定義2ui1

+

ui2例：

ui1=20mv,ui2=10mv

則：ud=20-10=10mv,uc=(20

+10)/2=15mv

ui1=15+10/2=20mv,ui2=15–10/2=10mv

ui1uo+VCCRCT1RBRCT2RBui2-VEERE第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202310輸入端雙端單端輸出端雙端單端ui1+VCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB-VEE4.差放電路的4種接法第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202311①

雙端輸入、雙端輸出僅差模信號!兩個輸入信號的大小相等，極性相反+VCC-VEEuiduoRCT1RBRCT2RBRERR+-+-第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202312RE對差模信號作用ui1ui2ic1

=-ic2iRE=ie1+

ie2

=0ib1,ic1ib2,ic2RE對差模信號不起作用，短接uRE=0iRE+VCC-VEEuiduoRCT1RBRCT2RBRERR+-+-第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202313差模信號交流通路T1單邊微變等效電路

ui2

ui1RRuod1

uod2uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2RBui1ib1uod1RCib1RBc1b1erbe1uoduid第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202314雙入雙出放大倍數單邊差模放大倍數:uod1RBb1ec1RCib1ui1rbe1ib1c1RBRBb1eRCib1rbe1ib1uiduodui1uod1第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202315若差動電路帶負載RL(接在c1與c2之間),對于差動信號而言，RL中點電位為0,

放大倍數：Ad=Ad1雙端輸出：c1RBRBb1eRCib1rbe1ib1uiduod第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202316Ro=2RC

輸入電阻：輸出電阻：輸入輸出電阻:C1RBRBB1ERCib1ui1rbe1ib1uiduoduod1第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202317C1RBRBB1ERCib1rbe1ib1uiduodui1uod1②

雙端輸入、單端輸出單端輸出差模放大倍數為Ad1的一半！第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202318共模信號輸入uocuiCiRE=2ie1-VEE+VCCREC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB兩輸入信號大小相等、極性相同。共模信號!ie1ie2第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202319共模信號交流通路uiCuoc2uoc1uoc2REERCT1RBRCT2RBic1ic2ie1uiCie22REiRE=2ie1雙端輸出uoc=0,AOC=0!第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202320T1單邊微變等效電路uiCuoc1ib1RCib12REie1rbe1ic1uoc1ib1RCib12RErbe1RB很??！單端（對地）輸出電路共模單端輸出放大倍數:第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202321差模電壓放大倍數:共模電壓放大倍數:KCMRR=KCMRR=(分貝)共模抑制比定義：第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202322共模雙端輸出電壓放大倍數：說明雙端輸出電路對共模信號無放大作用，即完全抑制了共模信號，反映了它對零點漂移的抑制能力。共模抑制比越大，表示電路放大差模信號和抑制共模信號的能力越強。共模單端（對地）輸出：KCMRR

KCMRR=AC1=AC2很小！共模雙端輸出：第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202323③單端輸入、雙端輸出C1RBRBB1ERCib1rbe1ib1uiuOdui1uOd1一端接地差模電壓放大倍數:輸入信號分解后具有共模信號分量和差模信號分量，存在共模電壓放大倍數AC和差模電壓放大倍數Ad對Ad而言，雙端與單端輸入效果一樣。第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202324對Ad而言，雙端與單端輸入效果一樣。雙(單)端輸入雙端輸出：Ad

=Ad1雙(單)端輸入單端輸出：小結第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202325差動放大電路各點極性ui1uo+VCCRCRBRCRBui2-VEEREuo1uo2++ui1與uo1、ui2uo反相，與uo2、同相。ui2與uo2、ui1反相，與uo1、uo同相。第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202326恒流源比發射極電阻RE對共模信號具有更強的抑制作用。改進的差動放大電路第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202327例

圖示電路，設三極管的rbb’＝100，β＝100。

(1)求靜態工作點；

(2)求差模放大倍數；

(3)當vi為一直流電壓16mV時，計算VTl，VT2集電極對地的直流電壓(忽略共模信號分量）。解(1)RE上的電壓vovi第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202328(2)

差模放大倍數

9653005100100=×==beCdrRAb

(3)vi為16mV直流電壓，經放大后為VmVvAvidO54.115361696==×==

VT1集電極電壓VvVVOCC68.854.12145.92111=×-=-=

VT2集電極電壓VvVVOCC2.1054.12145.92122=×+=+=

vovi第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月2023294.2集成運算放大電路概述將整個電路的各個元件做在一個半導體基片上。集成電路:優點:工作穩定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。分類:模擬集成電路、數字集成電路小、中、大、超大規模集成電路4.2.1集成運算放大電路特點第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202330集成運算放大電路外形圖第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202331集成電路內部結構特點1、電路元件制作在一個芯片上，元件參數偏差方向一致，溫度均一性好。2、電阻元件由硅半導體構成，范圍在幾十到20千歐，高阻值電阻用三極管有源元件代替或外接。3、幾十PF以下的小電容用PN結的結電容構成、大電容要外接。4、二極管一般用三極管的發射結構成。第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月2023321.輸入級高性能的差分放大電路，對共模信號有很強的抑制力，且一般采用雙端輸入雙端輸出的形式。4.偏置電路

提供穩定的幾乎不隨溫度而變化的偏置電流，以穩定工作點。3.輸出級

由PNP和NPN兩種極性的三極管或復合管組成，以獲得正負兩個極性的輸出電壓或電流。具體電路參閱功率放大器。2.電壓放大級

提供高的電壓增益，以保證運放的運算精度。電路形式多為差分電路和帶有源負載的高增益放大器。4.2.2集成運放的組成第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202333

運算放大器的符號中有三個引線端，兩個輸入端，一個輸出端。4.2.3集成運放的符號和傳輸特性－＋＋u－u+uo

另一個稱為反相輸入端，即該端輸入信號變化的極性與輸出端相反，用符號“N”表示。uPuN－+u+u－

uo＋

一個稱為同相輸入端，即該端輸入信號變化的極性與輸出端相同，用符號‘P’表示；第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202334Auo越大，運放的線性范圍越小，必須在輸出與輸入之間加負反饋才能使其擴大輸入信號的線性范圍。例：若UOM=12V，Avo=106，則|ui|<12V時，運放處于線性區。線性放大區uiuo_++AvouPuNuo+UOM-UOMui=up-uN傳輸特性第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202335電流源的特點輸出電流恒定的電路。具有很高的輸出電阻。電流源的用途1、給直接耦合放大器的各級電路提供直流偏置電流，以獲得極其穩定的Q點。2、作各種放大器的有源負載，以提高增益、增大動態范圍。4.3集成運放中的電流源第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月2023364.3.1鏡像電流源則,BE2BE1BE21VVV====bbb基準電流IR是穩定的，故輸出電流IC2也是穩定的。三極管T1、T2特性完全相同第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202337接入Re2電阻得到微電流源，適用微功耗的集成電路。IC2

遠小于IREF

當Re2取幾k時，IC2可降至A量級。4.3.2微電流源第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202338

增加兩個發射極電阻，使兩電阻中的電流成一定的比例關系。

e2e1E1E2e2E2e1E1BE2BE1e2E2BE2e1E1BE1=RRIIRIRIVVRIVRIV???++4.3.3比例電流源第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202339

通過一個基準電流源穩定多個電流，圖中一個基準電流IREF可獲得多個恒定電流IC2、IC3。4.3.4多路電流源

第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月202340輸入級中間級輸出級-VEE+VCCuo反相端同相端T3T4T5T1T2IS

u＋

u－4.4集成運放結構簡介第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五25六月2023