1、 513 6.1 6.1 差分放大器差分放大器 6.1.1 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 6.1.2 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 6.1.3 6.1.3 舉例舉例 6.1.4 6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 514 緒論緒論 一一.集成電路（集成電路（Integrated Circuit簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)IC） 采用半導(dǎo)體制造工藝，將大量的晶體管、電阻、采用半導(dǎo)體制造工藝，將大量的晶體管、電阻、 電容等電路元件及其電路連線制作在一小塊硅單晶電容等電路元件及其電路連線制作在一小塊硅單晶 上，形成具有特定電路功能的單

2、元電路。上，形成具有特定電路功能的單元電路。 二二.摩爾定律摩爾定律 未來(lái)未來(lái)10年中芯片上的晶體管數(shù)將每年翻一番年中芯片上的晶體管數(shù)將每年翻一番 （1965年）年） 芯片上的晶體管數(shù)量每?jī)赡陮⒎环酒系木w管數(shù)量每?jī)赡陮⒎环?（1975年）年） 515 緒論緒論 三三.集成電路的特點(diǎn)集成電路的特點(diǎn)（同分立器件電路相比）：（同分立器件電路相比）： 1.集成電路中電阻、電容等無(wú)源器件不能象分立元件集成電路中電阻、電容等無(wú)源器件不能象分立元件 電路那樣任意選用；電路那樣任意選用； 集成電路中電阻阻值偏大將占用硅片較大的面積，不利于集成；集成電路中電阻阻值偏大將占用硅片較大的面積，不利于集成；

3、 集成電路中的電容是利用集成電路中的電容是利用PN結(jié)的結(jié)電容或用二氧化硅層作為電結(jié)的結(jié)電容或用二氧化硅層作為電 介質(zhì)做成的，不適宜制造幾十皮法以上的電容器，所以集成運(yùn)放介質(zhì)做成的，不適宜制造幾十皮法以上的電容器，所以集成運(yùn)放 電路多采用直接耦合的形式。電路多采用直接耦合的形式。 516 緒論緒論 2.兩者的設(shè)計(jì)思想正好相反兩者的設(shè)計(jì)思想正好相反 3.同一集成電路中的元件參數(shù)一致性和溫度同一集成電路中的元件參數(shù)一致性和溫度 均一性較好，很容易制造對(duì)稱(chēng)性較高的電路。均一性較好，很容易制造對(duì)稱(chēng)性較高的電路。 分立元件電路：盡量少用晶體管，以降低成本；分立元件電路：盡量少用晶體管，以降低成本； 集成電

4、路：則盡量減少電阻、電容等無(wú)源器件，用晶體管等集成電路：則盡量減少電阻、電容等無(wú)源器件，用晶體管等 有源器件所取代。有源器件所取代。 517 6.1 差分放大器差分放大器 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 1. 直流信號(hào)的放大直流信號(hào)的放大 在無(wú)線電通信和其他領(lǐng)域中，常常需要對(duì)在無(wú)線電通信和其他領(lǐng)域中，常常需要對(duì)變化十分緩慢的變化十分緩慢的 信號(hào)信號(hào)進(jìn)行放大。進(jìn)行放大。 例如生物電的放大，或某些自動(dòng)控例如生物電的放大，或某些自動(dòng)控 制中的控制信號(hào)。制中的控制信號(hào)。 把這種變化十分緩慢的信號(hào)（頻率很低，幾乎為零，但不能把這種變化十分緩慢的信號(hào)（頻率很低，幾乎為零，但不能

5、認(rèn)為頻率等于零）稱(chēng)為認(rèn)為頻率等于零）稱(chēng)為 直流信號(hào)直流信號(hào)。 直流放大器直流放大器是放大直流信號(hào)的一種放大器（當(dāng)然也可以放大是放大直流信號(hào)的一種放大器（當(dāng)然也可以放大 交流信號(hào)）。交流信號(hào)）。 直流信號(hào)不同于直流電。直流信號(hào)不同于直流電。 518 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 2. 直流放大器面臨的問(wèn)題直流放大器面臨的問(wèn)題 電容耦合放大器無(wú)法放大直流信號(hào)，耦合電容很難傳送緩電容耦合放大器無(wú)法放大直流信號(hào)，耦合電容很難傳送緩 變信號(hào)。變信號(hào)。 直流放大器常常采用直流放大器常常采用直接耦合直接耦合方式。方式。 兩個(gè)問(wèn)題：兩個(gè)問(wèn)題： 1）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響）

6、級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響 2）零點(diǎn)漂移）零點(diǎn)漂移 519 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 1）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響）級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響 調(diào)整某一級(jí)工作狀態(tài)就會(huì)導(dǎo)致其他調(diào)整某一級(jí)工作狀態(tài)就會(huì)導(dǎo)致其他 各級(jí)工作狀態(tài)的改變。這一點(diǎn)對(duì)直各級(jí)工作狀態(tài)的改變。這一點(diǎn)對(duì)直 接耦合放大器的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來(lái)很接耦合放大器的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來(lái)很 多不便。多不便。 1b R、 1CQ I 1CEQ U 2B I、 2CQ I 2CEQ U 520 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 現(xiàn)象：輸入現(xiàn)象：輸入電壓電壓為零，輸出端電為零，輸出端電壓

7、壓表指表指 針偏離針偏離零點(diǎn)或起始值零點(diǎn)或起始值，出現(xiàn)忽大忽小的，出現(xiàn)忽大忽小的 不規(guī)則擺動(dòng)。不規(guī)則擺動(dòng)。 2）零點(diǎn)漂移）零點(diǎn)漂移 定義：定義： 輸入輸入電壓電壓為零時(shí)，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏為零時(shí)，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，輸出電壓偏 離起始值而上下波動(dòng)，使離起始值而上下波動(dòng)，使輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。輸出端產(chǎn)生緩慢變化的電壓。零點(diǎn)漂移簡(jiǎn)稱(chēng)零零點(diǎn)漂移簡(jiǎn)稱(chēng)零 漂。漂。 引起零漂的外界因素：引起零漂的外界因素： 時(shí)間漂移：時(shí)間漂移：由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電由于晶體管和其他元件的參數(shù)本身老化作用引起的，與電 路設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)。路設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)。 溫度漂移：溫度漂移

8、：由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。由于晶體管的參數(shù)隨著環(huán)境溫度的變化而變化所造成的。 電源電壓變化引起的漂移：電源電壓變化引起的漂移：當(dāng)電源電壓變化時(shí)，電路的直流電平配制當(dāng)電源電壓變化時(shí)，電路的直流電平配制 受到某種破壞而導(dǎo)致輸出零點(diǎn)的變動(dòng)。受到某種破壞而導(dǎo)致輸出零點(diǎn)的變動(dòng)。 521 引子：引子：為什么引入差分放大器？為什么引入差分放大器？ 為什么是矛盾？為什么是矛盾？ 為了獲得高的直流增益，可以增加級(jí)數(shù)，但同時(shí)輸出漂移電壓也加大。為了獲得高的直流增益，可以增加級(jí)數(shù)，但同時(shí)輸出漂移電壓也加大。 為了減小零漂可以引入負(fù)反饋，但同時(shí)放大器對(duì)直流信號(hào)的放大能力為了減小零漂可以引入負(fù)

9、反饋，但同時(shí)放大器對(duì)直流信號(hào)的放大能力 也減弱了。也減弱了。 尋求新方法解決矛盾！尋求新方法解決矛盾！ 抵消抵消采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。采用特殊形式的電路使漂移電壓互相抵消。 引入特殊的負(fù)反饋引入特殊的負(fù)反饋 對(duì)零點(diǎn)漂移有很強(qiáng)的負(fù)反饋，對(duì)零點(diǎn)漂移有很強(qiáng)的負(fù)反饋， 對(duì)有用直流信號(hào)無(wú)負(fù)反饋。對(duì)有用直流信號(hào)無(wú)負(fù)反饋。 例如乙類(lèi)推挽功放電路，每個(gè)管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負(fù)例如乙類(lèi)推挽功放電路，每個(gè)管子產(chǎn)生大量的諧波失真，但在負(fù) 載上，偶次諧波互相抵消了。載上，偶次諧波互相抵消了。 高質(zhì)量的直流放大器應(yīng)該具有高的電壓增益和小的零點(diǎn)漂移。高質(zhì)量的直流放大器應(yīng)該具有高的電壓增益和小的零點(diǎn)漂

10、移。 矛盾！矛盾！ 調(diào)制型直流放大器（框圖）調(diào)制型直流放大器（框圖） 522 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 1. 電路形式電路形式 基本形式（長(zhǎng)尾電路）基本形式（長(zhǎng)尾電路） 兩個(gè)性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。兩個(gè)性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。 如何消除零漂？如何消除零漂？ 輸入信號(hào)為零，電路對(duì)稱(chēng)輸入信號(hào)為零，電路對(duì)稱(chēng) 21cc UU 12 0 occ UUU 某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高，某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高， 12cc II、 12cc UU、 電路對(duì)稱(chēng)，晶體管參數(shù)相同，電路對(duì)稱(chēng)，晶體管參數(shù)相同， 12cc uu 12 0 occ uuu 靠電路對(duì)稱(chēng)消除零

11、漂！靠電路對(duì)稱(chēng)消除零漂！ 523 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 1. 電路形式電路形式 射極電阻的幾種不同形式射極電阻的幾種不同形式 輸入信號(hào)分別加到兩管基極，輸出兩種取法：輸入信號(hào)分別加到兩管基極，輸出兩種取法： 從單管集電極取從單管集電極取 單端輸出單端輸出 從兩管集電極之間取從兩管集電極之間取 雙端輸出雙端輸出 524 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 1. 電路形式電路形式 差分式放大電路的組態(tài)差分式放大電路的組態(tài) 基于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，有基于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，有雙、雙、單端輸入和單端輸入和雙、雙、單端輸出的情況。單端輸出的情況。 單端輸入時(shí)，另一端接地。單端輸

12、入時(shí)，另一端接地。 雙入雙出雙入雙出雙入單出雙入單出單入雙出單入雙出單入單出單入單出 525 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析 1 1）差模輸入信號(hào)：）差模輸入信號(hào)： 21II uu Id u 2 1 / IdI uu 2 2 / IdI uu 即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相反，稱(chēng)為即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相反，稱(chēng)為差模輸入信號(hào)差模輸入信號(hào)，記為，記為 21IIId uuu 2 2）共模輸入信號(hào)：）共模輸入信號(hào)： 21II uu 即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相同，稱(chēng)為即兩管輸入信號(hào)大小相等、相位相同，稱(chēng)為共模輸入信號(hào)共模輸入

13、信號(hào)，記為，記為 21IIIc uuu Ic u 零漂引起的就是共模信號(hào)，為有害信號(hào)。零漂引起的就是共模信號(hào)，為有害信號(hào)。 526 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析 問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 差分放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)往往是一對(duì)任意數(shù)值的信差分放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)往往是一對(duì)任意數(shù)值的信 號(hào)，一般號(hào)，一般 ，即，非差模也非共模，該怎樣，即，非差模也非共模，該怎樣 分析分析 ？ 21II uu 解決方法：解決方法： 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分解，把一對(duì)任意數(shù)值的輸入信對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分解，把一對(duì)任意數(shù)值的輸入信 號(hào)分解為差模信號(hào)和共模信號(hào)的疊加，求出差模信號(hào)

14、號(hào)分解為差模信號(hào)和共模信號(hào)的疊加，求出差模信號(hào) 和共模信號(hào)分別作用于差分放大器時(shí)的輸出結(jié)果，然和共模信號(hào)分別作用于差分放大器時(shí)的輸出結(jié)果，然 后利用疊加原理，得出差分放大器在一對(duì)任意數(shù)值輸后利用疊加原理，得出差分放大器在一對(duì)任意數(shù)值輸 入信號(hào)作用下的性能指標(biāo)。入信號(hào)作用下的性能指標(biāo)。 527 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析 22 2121 1 IIII I uuuu u 22 2121 2 IIII I uuuu u 2 21II Ic uu u 令令 21IIId uuu 具體分解方法：具體分解方法： Ic Id I u u

15、 u 2 1 Ic Id I u u u 2 2 528 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 輸入信號(hào)的分析輸入信號(hào)的分析 例子：例子：(mV)sintuI 10 1 (mV)sintuI 4 2 (mV)sintuId 6 (mV)sin/tuId 32 (mV)sin7tuIc 1I u 2I u 差模輸入信號(hào)差模輸入信號(hào) （任一端都不（任一端都不 接地）接地） 共模輸入信號(hào)共模輸入信號(hào) 529 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 電阻電阻 的分析的分析 e R 1）差模信號(hào)作用下：）差模信號(hào)作用下： 111ECB iii

16、、 222BCE iii、 相同相同 VT1： VT2： 流過(guò)流過(guò) 的信號(hào)電流彼此抵消，在的信號(hào)電流彼此抵消，在 上無(wú)信號(hào)電壓上無(wú)信號(hào)電壓 e R e R 兩管均為共射放大器，完兩管均為共射放大器，完 成放大差模信號(hào)的作用。成放大差模信號(hào)的作用。 反之亦然。反之亦然。 兩管各極電流的變化正好相反，當(dāng)兩管各極電流的變化正好相反，當(dāng) 1 0 I u 530 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 電阻電阻 的分析的分析 e R 2）共模信號(hào)作用下：）共模信號(hào)作用下：兩管相應(yīng)電流始終相等， 兩管相應(yīng)電流始終相等， 流過(guò)流過(guò) 的信號(hào)電流為的信號(hào)電流為 ，產(chǎn)生的電壓為，產(chǎn)生

17、的電壓為 e R E i 2 eER i 2(2) Ee iR 引入了電流串連負(fù)反饋，使得從每個(gè)管子引入了電流串連負(fù)反饋，使得從每個(gè)管子 集電極輸出時(shí)的共模電壓大大減小了。集電極輸出時(shí)的共模電壓大大減小了。 531 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 2. 工作原理工作原理 結(jié)論結(jié)論 共模等效共模等效 差分放大器對(duì)差模信號(hào)具有放大作用，而對(duì)共模信號(hào)具有抑制作用。差分放大器對(duì)差模信號(hào)具有放大作用，而對(duì)共模信號(hào)具有抑制作用。 差模輸入信號(hào)正是要放大的有用輸入信號(hào)，而共模輸入信號(hào)則是有害的差模輸入信號(hào)正是要放大的有用輸入信號(hào)，而共模輸入信號(hào)則是有害的 輸入信號(hào)（零點(diǎn)漂移）。輸入信號(hào)（零點(diǎn)漂

18、移）。 結(jié)論結(jié)論 差模等效差模等效 532 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 3. 差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻 1）差模電壓放大倍數(shù)）差模電壓放大倍數(shù) ududud AAA、)( 21 11 1 1 22() fec OO ud IdIbie h R uu A uuRh 22 21 2 22() fec OO udud IdIbie h R uu AA uuRh 單端輸出差模電壓放大倍數(shù)單端輸出差模電壓放大倍數(shù) 533 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 12OOO uuu ieb cfe udud Id OO Id O ud hR Rh

19、 AA u uu u u A 21 21 )( 21IIudIdudO uuAuAu 雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)雙端輸出差模電壓放大倍數(shù) 雙端輸出雙端輸出 只要輸入電壓有差別，輸出就變動(dòng)！只要輸入電壓有差別，輸出就變動(dòng)！ 534 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 3. 差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻差模電壓放大倍數(shù)和差模輸入電阻 2）差模輸入電阻）差模輸入電阻 )( iebid hRR 2 id R 535 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 4. 共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻 1）共模電壓放大倍數(shù)）共模電壓放大倍數(shù) 11 1 1 (1)22

20、 OcOc uc IIc fec c biefeee uu A uu h R R RhhRR 單端輸出共模電壓放大倍數(shù)單端輸出共模電壓放大倍數(shù) 和和 成反比，成反比， 越大，越大， 越小。越小。 e R 1uc A e R 12 () ucucuc AAA、 536 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 22 21 2 OcOc ucuc IIc uu AA uu OcOcOc uc IcIc uuu A uu 12 0 單端輸出共模電壓放大倍數(shù)單端輸出共模電壓放大倍數(shù) 雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)雙端輸出共模電壓放大倍數(shù) 單端輸出時(shí)，射極電阻單端輸出時(shí)，射極電阻 引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，使

21、得共引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，使得共 模模輸出輸出電壓大大減?。浑p端輸出、電路對(duì)稱(chēng)時(shí)，則共模輸出電壓大大減??；雙端輸出、電路對(duì)稱(chēng)時(shí)，則共模輸出 電壓為零，即共模輸入電壓完全被抑制。電壓為零，即共模輸入電壓完全被抑制。 e R 537 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 4. 共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻共模電壓放大倍數(shù)和共模輸入電阻 2）共模輸入電阻）共模輸入電阻 )2)(1( 2 1 efeiebic RhhRR ic R 538 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 5. 輸出電阻輸出電阻 o R 無(wú)論是差模輸入還是共模輸入，輸出端是一樣的，無(wú)論是差模輸入還是共模輸入，輸出

22、端是一樣的， 輸出電阻統(tǒng)一用統(tǒng)一用 表示。表示。 co RR2 539 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 6. 共模抑制比共模抑制比 衡量差分放大器放大差模信號(hào)和衡量差分放大器放大差模信號(hào)和 抑制共模信號(hào)的能力抑制共模信號(hào)的能力 定義：定義：差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值。差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值。 CMR ud uc A K A Common Mode Rejection RatioCommon Mode Rejection Ratio CMRCMR (dB)20lgKK 越大越大 ，表示差分放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)。，表示差分放大器對(duì)

23、共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)。 540 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 6. 共模抑制比共模抑制比 1 1，雙端輸出時(shí)，使電路盡可能對(duì)稱(chēng)；，雙端輸出時(shí)，使電路盡可能對(duì)稱(chēng)； 增大發(fā)射極電阻，受到發(fā)射極電源電壓的限制。尋找一增大發(fā)射極電阻，受到發(fā)射極電源電壓的限制。尋找一 種電阻：它對(duì)直流呈現(xiàn)很小的阻值，而對(duì)交流呈現(xiàn)非常種電阻：它對(duì)直流呈現(xiàn)很小的阻值，而對(duì)交流呈現(xiàn)非常 大的阻值；大的阻值； c ucuc e R AA R 12 2 減小共模輸出電壓提高共模抑制比的方法：減小共模輸出電壓提高共模抑制比的方法： 單端輸出時(shí)，單端輸出時(shí)， 恒流源電路恒流源電路 3 3，引入共模負(fù)反饋。，引入共模

24、負(fù)反饋。 2 2， 541 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 6. 共模抑制比共模抑制比 提高方法，電路舉例提高方法，電路舉例 1 1）恒流源電路）恒流源電路 3 3123 1 1 fee o oeiee hR r() hR / RhR 2 2）引入級(jí)間共模負(fù)反饋）引入級(jí)間共模負(fù)反饋 o r 542 6.1.1 差分放大器的分析（往后）差分放大器的分析（往后） 7.7.幾種放大器方式性能參數(shù)比較幾種放大器方式性能參數(shù)比較 雙入雙出雙入雙出雙入單出雙入單出單入雙出單入雙出單入單出單入單出 ud A uc A CMR K 1 (/) 2 fecLie hRRh cL (/) 2 fei

25、e hRRh 0 cLo /2RRr iefeo hrh 1 (/) 2 fecLie hRRh cL (/) 2 feie hRRh 0 cLo /2RRr iefeo hrh id R ic R o R 2 ie h o 1 (1)2 2 ie hr c 2R c R 2 ie h o 1 (1)2 2 ie hr c 2R c R 射極電阻或射極電流源內(nèi)阻射極電阻或射極電流源內(nèi)阻 以上對(duì)應(yīng)電路均未接基極電阻或信號(hào)源內(nèi)阻忽略不計(jì)。以上對(duì)應(yīng)電路均未接基極電阻或信號(hào)源內(nèi)阻忽略不計(jì)。 543 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式 1 1）共

26、集共集- -共基差分放大器共基差分放大器 分析：分析：雙端輸入、單端輸出；雙端輸入、單端輸出；VTVT5 5、VTVT6 6 構(gòu)成基本電流源，作為構(gòu)成基本電流源，作為VTVT4 4的有源負(fù)載；的有源負(fù)載； OOO IIO uuu uuu 1 1 () () feL O IiefeL hR u uhhR 1 1 1 1 1 ie Li fe h RR h 12 1 O I u u 1 1 2 CCCC組態(tài)組態(tài) CBCB組態(tài)組態(tài) 544 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式 1 1）共集共集- -共基差分放大器共基差分放大器 feL O Oi

27、e h R u uh 2 1 fe O Oieoe h u uh h 16 62 1 oeL hR fe OOO IIOieoe h uuu uuuh h 1 16 2 545 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式 2 2）共集共集- -共射差分放大器共射差分放大器 分析：分析：雙端輸入、單端輸出；雙端輸入、單端輸出；VTVT5 5、VTVT6 6 構(gòu)成基本電流源，作為構(gòu)成基本電流源，作為VTVT4 4的有源負(fù)載；的有源負(fù)載； OOO IIO uuu uuu 1 1 Liie RRh 12 O I u u 1 1 CECE組態(tài)組態(tài) ()

28、() feL O IiefeL hR u uhhR 1 1 1 1 1 CCCC組態(tài)組態(tài) 546 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 8. 差分放大器的組合形式差分放大器的組合形式 2 2）共集共集- -共射差分放大器共射差分放大器 feL O Oie h R u uh 2 1 fe O Oieoe h u uh h 16 62 1 oeL hR fe OOO IIOieoe h uuu uuuh h 1 16 547 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 例例6-16-1 某差分放大器已知某差分放大器已知 ， ， ， dB，已知，已知 為負(fù)值，求輸出電壓為負(fù)值，求輸出電壓

29、。 Vm/sin tuI 10 1 9. 例題分析例題分析 mV/sin tuI 6 2 100 ud A uc A O u 解：解： IcucIdudO uAuAu IdI1I2 4sin/mVuuut I1I2 Ic 8sin/mV 2 uu ut CMR 100 0.1 1000 ud uc A A K 100 4sin0.1 8sin400.8sin/mV O uttt 60 CMR K 548 6.1.1 差分放大器的分析差分放大器的分析 9. 例題分析例題分析 例例6-26-2 某差分放大器兩個(gè)輸入端的信號(hào)分別為某差分放大器兩個(gè)輸入端的信號(hào)分別為 和和 ，輸出電壓，輸出電壓 ， 三

30、者的關(guān)系是三者的關(guān)系是 。試求該差分放大器的差模電壓放大倍數(shù)。試求該差分放大器的差模電壓放大倍數(shù) 和共模電壓放大倍數(shù)及共模抑制比。和共模電壓放大倍數(shù)及共模抑制比。 1I u 2I u 21 99100 IIO uuu 解解： 12 1212 ()()()() 222 ucucII OudIducIcudIIucudIudI AAuu uA uA uAuuAAuAu 99 2 100 2 uc ud uc ud A A A A 1 5 .99 uc ud A A CMR 99.5K CMR 20lg40dBK O u 549 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳

31、輸特性 1. 雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性 考慮大信號(hào)的輸入特性，晶體管的小信號(hào)電路已不適用，考慮大信號(hào)的輸入特性，晶體管的小信號(hào)電路已不適用， 要從要從晶體管特性基本關(guān)系式晶體管特性基本關(guān)系式出發(fā)，結(jié)合電路進(jìn)行研究。出發(fā)，結(jié)合電路進(jìn)行研究。 )( / 1 TBE Uu SE eIi qkTUT/ 1 / TBE Uu e TBE Uu SE eIi / Iii EE 21 2 111 1 (1) E EEE E i Iiii i 550 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 1. 雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性雙極

32、型晶體管差分放大器的傳輸特性 2 111 1 (1) E EEE E i Iiii i 21 1(1 ) BEBE T uu U E ie 1 2 2 (1) E E E i i i 12 2(1 ) BEBE T uu U E ie IdBEBE uuu 21 11 / (1th) 122 IdT Id CE uU T uII ii eU 雙曲正切函數(shù)雙曲正切函數(shù) xx xx ee ee x th 22 / (1th) 122 IdT Id CE uU T uII ii eU 551 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 1. 雙極型晶體管差分放大器的

33、傳輸特性雙極型晶體管差分放大器的傳輸特性 12 th 2 Id CC T u iiI U 12 ()th 2 Id OCCcc T u uiiRRI U 差分放大器傳輸特性差分放大器傳輸特性 552 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 從傳輸特性得到的結(jié)論：從傳輸特性得到的結(jié)論： 12 ()th 2 Id OCCcc T u uiiRRI U 1 1）當(dāng)差模輸入電壓）當(dāng)差模輸入電壓 時(shí)，差動(dòng)放時(shí)，差動(dòng)放 大器處于平衡狀態(tài)，大器處于平衡狀態(tài)， ，即，即 0 Id u 0 21 CC ii 22 21 II II CQCQ 2 2）在平衡狀態(tài)的工作點(diǎn)附近）

34、在平衡狀態(tài)的工作點(diǎn)附近 范圍內(nèi)，范圍內(nèi)， 與與 呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 Id u mV25 T U (/2)1 IdT uU 12 ()th 2 Id OCCcc T u uiiRRI U T Idc O U uIR u 2 2 O udc IdT uI AR uU O u thxx1x 553 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 怎樣擴(kuò)大差分放大器的線性范圍？怎樣擴(kuò)大差分放大器的線性范圍？ 引入負(fù)反饋引入負(fù)反饋 射極電阻射極電阻 射極電阻增大，線性工作范射極電阻增大，線性工作范 圍改善程度越好。圍改善程度越好。 554 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入

35、時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 從傳輸特性得到的結(jié)論：從傳輸特性得到的結(jié)論： 3 3）當(dāng)差模輸入電壓超過(guò)）當(dāng)差模輸入電壓超過(guò) 時(shí)，輸出時(shí)，輸出 電壓基本不變，這表明差動(dòng)放大器在大信號(hào)輸入電壓基本不變，這表明差動(dòng)放大器在大信號(hào)輸入 時(shí)，具有良好的限幅特性。時(shí)，具有良好的限幅特性。 mV1004 T U 差分型限幅器差分型限幅器 4 4）定義：差分放大器跨導(dǎo)為）定義：差分放大器跨導(dǎo)為 12 th 2 Id CC T u iiI U 0 21 Id u Id CC m du iid g )( TT m U I U I g 22 Igm20 20 O udmcc Id u Ag RIR

36、u 25 T U mV 改變恒流源電流就可以改變跨改變恒流源電流就可以改變跨 導(dǎo)，從而改變差模電壓增益，導(dǎo)，從而改變差模電壓增益， 所以帶有恒流源的差分放大器所以帶有恒流源的差分放大器 可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制?？梢杂脕?lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制。 555 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 例例6-36-3 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知 ， ，VT1、VT2 參數(shù)相同，求差模電壓放大倍數(shù)參數(shù)相同，求差模電壓放大倍數(shù) 。 k3 c RmA5 . 0 I ud A 解：解： 20 O udmcc Id u Ag RIR u 直接利用直接利用 2020 0.

37、5 330 udc AIR 556 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 2. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性 目的：提高差分放大器的輸入電阻目的：提高差分放大器的輸入電阻 電路對(duì)稱(chēng)，雙端輸出電路對(duì)稱(chēng)，雙端輸出 m dsd ud dds g r R A Rr 12IdGSGS uuu 1 ()( ) D GSGS off DSS i uU I 22 1 ()() 12() () 2 IdDSSIdDSS D GS offGS off uIuII i UIUI 22 2 ()() 12() () 2 IdDSSIdDSS D GS

38、 offGS off uIuII i UIUI 0 uc A 557 6.1.2 差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性差分放大器大信號(hào)輸入時(shí)的傳輸特性 2. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性場(chǎng)效應(yīng)管差分放大器的傳輸特性 22 ()() 2()() () dDSSIdDSS OID GS offGS off IRIuI uu UIUI () IdDSS u GS off uI K UI 1 u K 2 2 Oduu uIR KK 1 u K () 22/ OduDSSdIdGS off uIR KIIR uU 傳輸特性傳輸特性 558 6.1.3 例題分析例題分析 例例6-46-4 電路如圖所示，已知電

39、路如圖所示，已知 ， ，VT1、 VT2參數(shù)相同參數(shù)相同 ，且設(shè)，且設(shè) ，毫安表內(nèi)阻，毫安表內(nèi)阻 ， 求：（求：（1 1）靜態(tài)時(shí)的）靜態(tài)時(shí)的 和和 ； （2 2）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，流過(guò)毫安表的電流。時(shí)，流過(guò)毫安表的電流。 3k bc RRk.72 e R 100 V.60 BEQ Uk2 r CQ I CEQ U V2 I u 分析：分析：靜態(tài)時(shí)，即輸入為零，放大器處于靜態(tài)時(shí)，即輸入為零，放大器處于 平衡狀態(tài)，毫安表無(wú)電流流過(guò)；輸入為平衡狀態(tài)，毫安表無(wú)電流流過(guò)；輸入為2V 時(shí)，時(shí)，VT1工作在限幅區(qū)，工作在限幅區(qū)，VT2工作在截止?fàn)罟ぷ髟诮刂範(fàn)?態(tài)。態(tài)。 559 6.1.3 例題分析例題分析 解解：

40、（1 1）靜態(tài)）靜態(tài)0 I u mA1 2 6 . 06 21 e EE R II mA1 121 ECQCQ III V36 CcC IRU0.5V E U 3.5V CEQ U （2 2）V2 I u0 2 C I mA74. 2 6 . 062 1 e E R I mA03. 1 233 3 74. 2 I 流過(guò)毫安表的電流流過(guò)毫安表的電流 V1 . 0 bEB RIU 560 6.1.3 例題分析例題分析 例例6-56-5 差動(dòng)放大器如圖所示，假設(shè)電路完全對(duì)稱(chēng)，電路參數(shù)差動(dòng)放大器如圖所示，假設(shè)電路完全對(duì)稱(chēng)，電路參數(shù) 為：為： ，管子參數(shù)，管子參數(shù) 為為： 。求：求： 12V20k10k

41、 CCEEbcLe UURRRR、 503000.6V BEQ bb rU 、 （1 1）電路靜態(tài)時(shí)的）電路靜態(tài)時(shí)的 ； 111CECB UII、 （2 2）雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)）雙端輸出差模電壓放大倍數(shù) ； ud A （3 3）雙端輸出共模電壓放大倍數(shù)）雙端輸出共模電壓放大倍數(shù) 及及 共模抑制比共模抑制比 ； uc A CMR K （4 4）差模輸入電阻）差模輸入電阻 和共模輸入電阻和共模輸入電阻 ； id R ic R （5 5）輸出電阻）輸出電阻 。 o R 561 6.1.3 例題分析例題分析 mA011. 0 1051220 6 . 012 )1 (2 21 eb BEQEE B

42、BB RR UU III mA.550011050 21 BCCC IIII V.)(. )( 507102105501212 2 21 ecCEECCCECECE RRIUUUUU k.6622364300 26 21 B bbieieie I rhhh 36. 7 66. 220 )5/10(50 )/( ieb L c ud hR R R A 2 解：解： 分析：分析：雙端輸入、雙端輸出；負(fù)載上無(wú)直流電流流過(guò)，顯然對(duì)直流雙端輸入、雙端輸出；負(fù)載上無(wú)直流電流流過(guò)，顯然對(duì)直流 狀態(tài)無(wú)影響；負(fù)載的中間點(diǎn)電位始終不變，相當(dāng)于差模信號(hào)的零狀態(tài)無(wú)影響；負(fù)載的中間點(diǎn)電位始終不變，相當(dāng)于差模信號(hào)的零 電

43、位；差模信號(hào)輸入時(shí)的等效負(fù)載為電位；差模信號(hào)輸入時(shí)的等效負(fù)載為 。/(2 ) cL RR （1） （2） 562 6.1.3 例題分析例題分析 由于電路對(duì)稱(chēng)，有由于電路對(duì)稱(chēng)，有 CMR K0 uc A k32.45)66. 220(2)(2 iebid hRR ()().()().k icbiefee RRhhR 11 12202 66150 2 10521 33 22 k202 Co RR （3） （4） （5） 563 6.1.3 例題分析例題分析 例例6-6 6-6 差動(dòng)放大器如圖所示，差動(dòng)放大器如圖所示，VTVT1 1、VTVT2 2特性、參數(shù)相同，特性、參數(shù)相同， ，對(duì)交流呈現(xiàn)的內(nèi)阻

44、為，對(duì)交流呈現(xiàn)的內(nèi)阻為 mA C bb rI 3 1001001、k200 （1 1）差模輸入電阻）差模輸入電阻 ； id R （2 2） ； IO uu / （3 3）若電阻精度為）若電阻精度為 1%1%，求最壞情況下，求最壞情況下 的共模抑制比；的共模抑制比； （4 4）共模輸入電阻）共模輸入電阻 ； Ic R 564 6.1.3 例題分析例題分析 k35. 55352 5 . 0 26 101100 mv26 )1( E bbie I rh k41)15. 010135. 5(2 )1( 2 eieid RhR 解解：（1） 565 6.1.3 例題分析例題分析 （2） . (). Oc

45、 ud Iiee uR A uhR 100 10 48 8 15 35101 0 15 注意輸出電壓極性的規(guī)定注意輸出電壓極性的規(guī)定 （3） . Occ uc Ic uR A ur 11 1 10 0 025 22 200 . Occ uc Ic uR A ur 22 2 10 0 025 22 200 566 6.1.3 例題分析例題分析 () . OcOccc ucucuc Ic cc uuRR AAA urr RR r 2121 21 4 22 0 02 5 10 22 200 CMR . . ud uc A K A 4 4 48 8 9 76 10 5 10 CMR lg( .). d

46、BK 4 209 76 1099 8 ()() .( .) .kM Iciee RhRr 11 125 351010 152 200 22 20210 2520 （4） 567 6.1.3 例題分析例題分析 例例6-7 6-7 差動(dòng)放大器如圖所示，差動(dòng)放大器如圖所示，VTVT1 1、VTVT2 2特性、參數(shù)相同，特性、參數(shù)相同， ，要求，要求 bb r 100100、250mA1 IOuEE uuAI、 （1 1） 和和 ； e R c R （2 2） 和和 ； 11ucud AA 、 CMR1 K 568 6.1.3 例題分析例題分析 解：解：（1） 14.3kk 1 7 . 015 e R

47、 mA5 . 02 21 EEEQEQ III k35. 5) 5 . 0 mV26 101100( mV26 )1 ( EQ bbbe I rr IcucIdudO uAuAu 11 569 6.1.3 例題分析例題分析 c c be c ud R R r R A35. 9 35. 52 100 2 1 . (). cc ucc bee RR AR rR 1 100 0 035 125 35101 2 14 3 IId uu 2 IIc uu . OcIcIcI uR uR uR u 9 350 03529 37 .250 uOIc AuuR 9 37 k. k . c R 250 26 7

48、 9 37 570 6.1.3 例題分析例題分析 （2） . udc AR 1 9 359 35 26 7249 6 . ucc AR 1 0 0350 035 26 70 935 CMR1 .(. dB) ud uc A K A 1 1 266 95 48 5 571 6.1.3 例題分析例題分析 例例6-8 6-8 如圖電路，求如圖電路，求 i o ud U U A 分析：做出交流等效電路，整理得分析：做出交流等效電路，整理得 到下圖。到下圖。 572 6.1.3 例題分析例題分析 解：解： ie i b h U I 2 1 ie i b h U I 2 2 管子參數(shù)均相同管子參數(shù)均相同

49、/ ieieie cfebiefeb feoefefe hhh UhIhh I hhhh 33 11141 313 1 111 i c U U 1 2 573 6.1.3 例題分析例題分析 解：解： () () (/) febb ofebb oeoeoeoe hII UhII hhhh 24 24 2424 11 ie i ie c b h U h U I 2 1 4 () fei o ieoeoe h U U hhh 24 )( 42oeoeie fe i o ud hhh h U U A 兩點(diǎn)結(jié)論：兩點(diǎn)結(jié)論：同相；電壓增益增同相；電壓增益增 大（公式中分母沒(méi)有大（公式中分母沒(méi)有2）。）。

50、574 6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 現(xiàn)象和定義現(xiàn)象和定義 失調(diào)：失調(diào)：差分放大器在理想狀態(tài)下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，其雙差分放大器在理想狀態(tài)下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，其雙 端輸出電壓也為零。但對(duì)實(shí)際差分放大器而言，由于電路不端輸出電壓也為零。但對(duì)實(shí)際差分放大器而言，由于電路不 完全對(duì)稱(chēng)，因而零輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出電壓并不為零。完全對(duì)稱(chēng)，因而零輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出電壓并不為零。 分為電壓失調(diào)和電流失調(diào)分為電壓失調(diào)和電流失調(diào) 失調(diào)漂移：失調(diào)漂移：差分放大器的失調(diào)往往是隨著時(shí)間、溫度、電源差分放大器的失調(diào)往往是隨著時(shí)間、溫度、電源 電壓等外界因素的變化而變化。電壓等外界因素的變化而

51、變化。 降低了放大器的靈敏度降低了放大器的靈敏度 575 6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 1. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 及其溫度漂移及其溫度漂移 dTdUIO IO U 輸出失調(diào)電壓折算到輸入端的電壓輸出失調(diào)電壓折算到輸入端的電壓 顯然要使輸出電壓為零，就必須在輸入端顯然要使輸出電壓為零，就必須在輸入端 加入一能抵消輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)償電壓。加入一能抵消輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)償電壓。 引起輸入失調(diào)電壓的原因：引起輸入失調(diào)電壓的原因： （1 1）晶體管的）晶體管的 不對(duì)稱(chēng)性；不對(duì)稱(chēng)性； （2 2）集電極電阻的相對(duì)誤差。）集電極電阻的相對(duì)誤差。 輸入失調(diào)電壓漂移是由不對(duì)稱(chēng)性和集

52、電極電阻的漂移引起的。輸入失調(diào)電壓漂移是由不對(duì)稱(chēng)性和集電極電阻的漂移引起的。 BE U 576 2. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 及其溫度漂移及其溫度漂移 假如差分放大器兩管的基極偏置電流不相等，兩信號(hào)源假如差分放大器兩管的基極偏置電流不相等，兩信號(hào)源 的內(nèi)阻相等，則會(huì)在輸入端產(chǎn)生一個(gè)輸入誤差電壓，的內(nèi)阻相等，則會(huì)在輸入端產(chǎn)生一個(gè)輸入誤差電壓， 輸入失調(diào)電流：輸入失調(diào)電流：靜態(tài)輸出電壓為零時(shí)，兩管基極偏置電流之差。靜態(tài)輸出電壓為零時(shí)，兩管基極偏置電流之差。 IO IdTdI IO )( 1221BBsBBB IIRUUU 12BBIO III 由管子的由管子的 和集電極電阻和集電極電阻 的相對(duì)誤

53、差引起。的相對(duì)誤差引起。 c R 6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 577 結(jié)論：結(jié)論：差動(dòng)放大器的失調(diào)是由于電路中管子參數(shù)和電差動(dòng)放大器的失調(diào)是由于電路中管子參數(shù)和電 阻等的不對(duì)稱(chēng)而引起的。失調(diào)電壓和失調(diào)電流都隨著溫阻等的不對(duì)稱(chēng)而引起的。失調(diào)電壓和失調(diào)電流都隨著溫 度的變化而變化。為了盡可能地減小失調(diào)和漂移，要求度的變化而變化。為了盡可能地減小失調(diào)和漂移，要求 電路盡可能地對(duì)稱(chēng)。電路盡可能地對(duì)稱(chēng)。 方法：方法：常用差動(dòng)對(duì)管常用差動(dòng)對(duì)管( (它是在一個(gè)基片上制作兩個(gè)相它是在一個(gè)基片上制作兩個(gè)相 同的管子，這樣容易使參數(shù)一致同的管子，這樣容易使參數(shù)一致) )來(lái)構(gòu)成差動(dòng)放大

54、器。來(lái)構(gòu)成差動(dòng)放大器。 6.1.4 差分放大器的失調(diào)和溫漂差分放大器的失調(diào)和溫漂 578 6.2 6.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹 6.2.1 6.2.1 雙極型集成運(yùn)算放大器雙極型集成運(yùn)算放大器F741F741 6.2.2 MOS6.2.2 MOS集成運(yùn)算放大器的組成集成運(yùn)算放大器的組成 579 6.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹 6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741 高增益，高輸入阻抗高增益，高輸入阻抗 的第二代集成運(yùn)放的第二代集成運(yùn)放 F741由由輸入級(jí)輸入級(jí)、 中間級(jí)和中間級(jí)和輸出級(jí)輸出級(jí) 三級(jí)組成。三級(jí)組成。 580

55、6.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹 6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741 輸入級(jí)：輸入級(jí)：VT1-VT9，采用有源負(fù)，采用有源負(fù) 載的共集載的共集-共基（共基（ VT1-VT4）電路）電路 提高放大器的差模輸入電阻和差模輸入電壓范圍。提高放大器的差模輸入電阻和差模輸入電壓范圍。 VT5、VT6和和VT7組成小電流源改進(jìn)電路，組成小電流源改進(jìn)電路， 作為差分放大器集電極的有源負(fù)載，并將作為差分放大器集電極的有源負(fù)載，并將 雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端輸出信號(hào)。雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端輸出信號(hào)。 這一級(jí)可以獲得較高的電壓增益。這一級(jí)可以獲得較高的電壓增益。 581 6

56、.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹 6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741 中間級(jí)：中間級(jí)：有有VT16、VT17組成復(fù)合管的單級(jí)共組成復(fù)合管的單級(jí)共 射放大器，并由射放大器，并由VT13作為它的有源負(fù)載。作為它的有源負(fù)載。 高的輸入電阻保證輸入級(jí)有較高的電壓增益。高的輸入電阻保證輸入級(jí)有較高的電壓增益。 提高中間級(jí)的電壓增益。提高中間級(jí)的電壓增益。 30pF30pF補(bǔ)償電容，可以保證閉環(huán)穩(wěn)定工作。補(bǔ)償電容，可以保證閉環(huán)穩(wěn)定工作。 582 6.2 集成運(yùn)算放大器典型電路介紹集成運(yùn)算放大器典型電路介紹 6.2.1 雙極型集成運(yùn)放雙極型集成運(yùn)放F741 輸出級(jí)：輸

57、出級(jí)：VT14和互補(bǔ)復(fù)合管和互補(bǔ)復(fù)合管VT18、 VT19組成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。組成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。 消除交越失真消除交越失真 輸出級(jí)二極管保護(hù)電路輸出級(jí)二極管保護(hù)電路 583 6.2.2 MOS集成運(yùn)放的組成集成運(yùn)放的組成 1. CMOS集成運(yùn)放組成集成運(yùn)放組成 CC14573為例為例 CC14573是一個(gè)四可編程運(yùn)算放大器，它用是一個(gè)四可編程運(yùn)算放大器，它用P P溝道和溝道和N N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型 MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管以單片結(jié)構(gòu)組成低功耗運(yùn)算放大器場(chǎng)效應(yīng)管以單片結(jié)構(gòu)組成低功耗運(yùn)算放大器。 偏置電路：偏置電路：由由P溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管 VT5、VT6和外接偏置電阻組成。

58、和外接偏置電阻組成。 VT5、 VT6構(gòu)成基本電流源。構(gòu)成基本電流源。 輸入級(jí)輸入級(jí): :由由VT1、VT2、VT3、VT4和和VT6組組 成。成。VT1、VT2組成差分放大器，組成差分放大器，VT3 、 VT4作為它的有源負(fù)載，作為它的有源負(fù)載，VT6提供工作電流。提供工作電流。 輸出級(jí)輸出級(jí): :由由VT7 、VT8構(gòu)成一共源放大器。構(gòu)成一共源放大器。 584 6.2.2 MOS集成運(yùn)放的組成集成運(yùn)放的組成 2. NMOS集成運(yùn)放集成運(yùn)放 1 1）NMOSNMOS的單級(jí)共源放大器或差分放大器與的單級(jí)共源放大器或差分放大器與CMOSCMOS放大器相比，其電壓增益放大器相比，其電壓增益 較低。

59、為了提高較低。為了提高NMOSNMOS放大器的電壓增益，采用一些特殊電路，使電路結(jié)構(gòu)放大器的電壓增益，采用一些特殊電路，使電路結(jié)構(gòu) 較為復(fù)雜。較為復(fù)雜。 2 2）為了保證零輸入時(shí)零輸出，）為了保證零輸入時(shí)零輸出，NMOSNMOS運(yùn)放一定要有電平位移電路。而運(yùn)放一定要有電平位移電路。而CMOSCMOS 運(yùn)放的電平位移靠器件的互補(bǔ)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的電平位移電路。運(yùn)放的電平位移靠器件的互補(bǔ)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的電平位移電路。 3 3）為提高）為提高NMOSNMOS運(yùn)放的輸出性能，輸出級(jí)采用特殊的電路形式，它比運(yùn)放的輸出性能，輸出級(jí)采用特殊的電路形式，它比CMOSCMOS 互補(bǔ)輸出電路復(fù)雜?；パa(bǔ)輸

60、出電路復(fù)雜。 NMOSNMOS運(yùn)放與運(yùn)放與CMOSCMOS運(yùn)放相比，它有下列不同之處：運(yùn)放相比，它有下列不同之處： 585 6.3 6.3 集成運(yùn)算放大器的性能參數(shù)和模型集成運(yùn)算放大器的性能參數(shù)和模型 6.3.1 6.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù) 6.3.2 6.3.2 模型模型 586 6.3 集成運(yùn)放的性能參數(shù)和模型集成運(yùn)放的性能參數(shù)和模型 6.3.1 性能參數(shù)性能參數(shù) 1 1）輸入偏置電流）輸入偏置電流 ( )( )：當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出直流電壓為：當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出直流電壓為 零時(shí)，其兩輸入端偏置電流的平均值定義為輸入偏置電流，零時(shí)，其兩輸入端偏置電流的平均值定義為輸入偏置電流， 即即 B