5模擬集成電路5模擬集成電路1(2)畫簡化的H參數(shù)小信號(hào)等效電路：(2)畫簡化的H參數(shù)小信號(hào)等效電路：2最新5模擬集成電路課件3最新5模擬集成電路課件4最新5模擬集成電路課件5最新5模擬集成電路課件6最新5模擬集成電路課件7最新5模擬集成電路課件8（1）什么是零點(diǎn)漂移在直接耦合放大電路中，輸出電壓偏離其初始值的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。2.零點(diǎn)漂移

放大器級(jí)數(shù)越多，放大倍數(shù)越大。輸出端漂移現(xiàn)象越嚴(yán)重。第一級(jí)的零漂影響最大。uiAu=20U01=10mvAu=20U02=210mvAu=20U01=4.21vuot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒三、直接耦合放大器的特點(diǎn)（1）什么是零點(diǎn)漂移2.零點(diǎn)漂移放大器級(jí)數(shù)越多，放大倍數(shù)9（3）產(chǎn)生零漂的原因溫度的變化——最主要。電流電壓的波動(dòng)。電路元件參數(shù)的變化。（4）減少零漂的措施可以采用差分放大電路。（2）怎樣衡量零點(diǎn)漂移的大?。浩齐妷赫鬯愕捷斎攵?.零點(diǎn)漂移

三、直接耦合放大器的特點(diǎn)（3）產(chǎn)生零漂的原因（2）怎樣衡量零點(diǎn)漂移的大小：漂移電壓折10作用：向各級(jí)放大器提供合適的偏置電流，決定各級(jí)的Q點(diǎn)。要求：工作電流為微安級(jí)，而且要比較穩(wěn)定。為此，要求用不太大的電阻來實(shí)現(xiàn)小電流的電路。電流源的特點(diǎn)：直流電阻小，交流電阻大。作有源負(fù)載四、電流源

作用：向各級(jí)放大器提供合適的偏置電流，決定各級(jí)的Q點(diǎn)。四、電116.1模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6.1.1BJT電流源電路6.1.2FET電流源1.鏡像電流源2.微電流源3.高輸出阻抗電流源4.組合電流源1.MOSFET鏡像電流源2.MOSFET多路電流源3.JFET電流源6.1模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6.1.1BJT電126.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源T1、T2的參數(shù)全同即β1＝β2，ICEO1＝ICEO2

當(dāng)BJT的β較大時(shí)，基極電流IB可以忽略

Io＝IC2≈IREF＝

代表符號(hào)IR——基準(zhǔn)電流Io——提供給其他放大級(jí)的偏置電流T1、T2具有良好的對(duì)稱性。6.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源T1、T2的參136.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源動(dòng)態(tài)電阻一般ro在幾百千歐以上6.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源動(dòng)態(tài)電阻一般14T3IC3∵UBE1=UBE2∴IC2=IC1=IR－2IB=IR－2IC1/βI0=IC2=當(dāng)β>>1時(shí)I0≈IR=特點(diǎn)：IR選定后，I0隨之確定——鏡像恒流源；I0受電源EC變化的影響較大；解得要得到較小的電流，就需要較大的電阻R，故此電路適用于工作電流I0較大的場(chǎng)合（毫安級(jí)）；多路鏡像恒流源電路

IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB16.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源T3IC3∵UBE1=UBE2∴IC2=IC1=IR－156.1.1BJT電流源電路2.微電流源由于很小，所以IC2也很小。ro≈rce2（1＋）

（參考射極偏置共射放大電路的輸出電阻）6.1.1BJT電流源電路2.微電流源由于很小，所以I16代入上式得IE2由得由圖：IE2Re=UBE1－UBE2∵IS1≈IS2IE1≈IC1≈IRIE2≈IC2≈I0（當(dāng)IR、Re確定時(shí)，I0確定）IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB1Re6.1.1BJT電流源電路2.微電流源代入上式得IE2由得由圖：IE2Re=UBE1－UBE2∵173、比例電流源電路

前面已知由圖知：UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2則：IE2R2=IE1R1+UBE1－UBE2即∵I0≈IE2IE1≈IC1=IR－IB1－IB2≈IR如果可忽略代入上式得IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB1IE2R2IE1R16.1.1BJT電流源電路3、比例電流源電路前面已知由圖知：UBE1+IE1R1=184、多路輸出恒流源舉例：因電流源輸出的工作電流與基準(zhǔn)電流IR的比值可通過改變Re來控制，這樣可以設(shè)置一個(gè)公共的基準(zhǔn)電流，使各級(jí)電流源有不同的數(shù)值輸出。+ECRIR=500μA10μA50μA489.5μAIC1489.5μA10.5μAT1T25μA0.1μA10.2k0.5μA1.2k4.9μA6.1.1BJT電流源電路4、多路輸出恒流源舉例：+ECRIR=500μA10μA5019A1和A3分別是T1和T3的相對(duì)結(jié)面積動(dòng)態(tài)輸出電阻ro遠(yuǎn)比微電流源的動(dòng)態(tài)輸出電阻為高6.1.1BJT電流源電路5.高輸出阻抗電流源A1和A3分別是T1和T3的相對(duì)結(jié)面積動(dòng)態(tài)輸出電阻ro遠(yuǎn)比206.1.1BJT電流源電路6.組合電流源T1、R1和T4支路產(chǎn)生基準(zhǔn)電流IREFT1和T2、T4和T5構(gòu)成鏡像電流源T1和T3，T4和T6構(gòu)成了微電流源6.1.1BJT電流源電路6.組合電流源T1、R1和216.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源當(dāng)器件具有不同的寬長比時(shí)（=0）ro=rds2

MOSFET基本鏡像電路流6.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源當(dāng)器件226.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源用T3代替R，T1~T3特性相同，且工作在放大區(qū)，當(dāng)=0時(shí)，輸出電流為常用的鏡像電流源6.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源236.1.2FET電流源2.MOSFET多路電流源6.1.2FET電流源2.MOSFET多路電流源246.1.2FET電流源3.JFET電流源(a)電路(b)輸出特性6.1.2FET電流源3.JFET電流源(a)電路256.2差分式放大電路6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)6.2.2射極耦合差分式放大電路6.2.3源極耦合差分式放大電路6.2差分式放大電路6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)26一、基本電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。ui2二、工作原理1、

工作原理當(dāng)ui=0時(shí)，ui1=ui2=0，一方面uo1=uo2=0，另一方面UC1=UC2，可見，在電路完全對(duì)稱的情況下，輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)也為零。當(dāng)ui≠0時(shí)，ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo2

ui1=-ui2，則uo1=-uo2，同時(shí)UC1=UC2，則輸出信號(hào)uo=uo1-uo2=2uo1，即輸入信號(hào)不為零時(shí)，輸出信號(hào)也不為零。兩管的集電極電壓的變化，是大小相等，方向相反，當(dāng)負(fù)載接在兩管的集電極之間時(shí)，負(fù)載兩端的輸出電壓是兩管集電極的電位差，而不是相互抵消。

差分式放大電路一、基本電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。ui2二、工作原理1、

工27ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1二、工作原理2、

放大倍數(shù)：

即這種電路的電壓放大倍數(shù)與單管放大器的電壓放大倍數(shù)相同?？偟碾妷悍糯蟊稊?shù)：RLRL/2ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo283、共模信號(hào)與差模信號(hào)共模(commonmode)信號(hào)uc：兩信號(hào)的幅值相等，位相相同，頻率相同。ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1由于電路完全對(duì)稱，當(dāng)溫度變化時(shí)，兩管的零漂總是一樣的，這相當(dāng)于在兩管的輸入端加了一個(gè)共模信號(hào)，uic1=uic2，則uoc=Auuic=Au(uic1-uic2)=0——差分放大器可以完全抑制共模信號(hào)。差模(differentialmode)信號(hào)ud：兩信號(hào)的幅值相等，位相相反，頻率相同。4、對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制二、工作原理3、共模信號(hào)與差模信號(hào)ui2ui1uoRCR1RsRCR1R295、

共模抑制比（Common-ModeRejectionRatio)

ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1對(duì)理想的差動(dòng)放大器：CMRR=∞一般的差動(dòng)放大器：CMRR=60dB（左右）差分放大電路能有效地放大差模信號(hào)，而對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。這是它的主要優(yōu)點(diǎn)。差模放大倍數(shù)越大，共模放大倍數(shù)越小，即對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)，說明放大器的性能越好。二、工作原理5、

共模抑制比（Common-ModeRejecti306.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1.用三端器件組成的差分式放大電路6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1.用三端器件組成的316.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念差模信號(hào)共模信號(hào)差模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓其中——差模信號(hào)產(chǎn)生的輸出——共模信號(hào)產(chǎn)生的輸出共模抑制比反映抑制零漂能力的指標(biāo)6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念差模信號(hào)326.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念根據(jù)有共模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中相同的部分差模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中不同的部分兩輸入端中的共模信號(hào)大小相等，相位相同；差模信號(hào)大小相等，相位相反。6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念根據(jù)有331、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE典型電路分析—長尾電路

2、RE的作用

設(shè)ui1

=ui2

=0抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。溫度T↑IC↑IE

=2IC↑UE↑UBE↓IB↓IC↓RE對(duì)差模信號(hào)沒有反饋?zhàn)饔谩?/p>

ui1↑ui2↓ib1

,ic1↑ib2

,ic2↓ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RE對(duì)差模信號(hào)不起作用1、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:uoui134(1)差模輸入均壓器RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析RL/2WP/2RCRs(1)差模輸入均壓器RRuoui+UCCRCT1RsRC35(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC在雙端輸出時(shí)：在單端輸出時(shí)：4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2R36(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC說明：①差分電路的差模電壓放大倍數(shù)與對(duì)應(yīng)的單管放大器相等。②選擇較大的負(fù)載電阻和β較高的管子，可以獲得較大的放大倍數(shù)。③WP對(duì)差模信號(hào)有負(fù)反饋?zhàn)饔茫什荒芴?。④單端輸出的Aud是雙端輸出的Aud的一半。4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2R37(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEERW/22RERCRs說明：①Auc在單端輸出的情況下與對(duì)應(yīng)的單管放大器相等，但很小。②在雙端輸出時(shí)，由于電路的對(duì)稱性，使Auc=0。③因?yàn)榱闫盘?hào)就是共模信號(hào)，故電路對(duì)零漂有抑制作用。在單端輸出時(shí)：4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rs38(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC5、輸入電阻和輸出電阻

RL/2WP/2RCRs兩輸入端之間的電阻

典型電路分析(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2R39(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEERW/22RERC2Rs每個(gè)輸入端對(duì)地的電阻5、輸入電阻和輸出電阻

典型電路分析(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rs40uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE6、四種接法（1）雙端輸入，雙端輸出；（2）雙端輸入，單端輸出；（3）單端輸入，雙端輸出；雖是單端輸入，但由于Re的負(fù)反饋?zhàn)饔?，其?shí)際效果等效于雙端輸入。（4）單端輸入，單端輸出；典型電路分析uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE41差動(dòng)放大器的改進(jìn)uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE采用恒流源的差動(dòng)放大器已知Re對(duì)共模信號(hào)有反饋，對(duì)差模信號(hào)無反饋，故Re越大越好，但Re太大，必須電源電壓很高。例如：設(shè)IRe=1mA，當(dāng)Re=10kΩ時(shí)，Ee=10.7V；當(dāng)Re=100kΩ時(shí)，Ee=100.7V。對(duì)晶體管的e極和c極之間，具有極高的等效阻抗而壓降不大。IC(mA)UCE(v)Q△IC

△UCE

差動(dòng)放大器的改進(jìn)uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rs42uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE電路結(jié)構(gòu):+EC

R1T3uiR2-EeT2R3T1RCWPRCRsRs由于T3的恒流作用，當(dāng)為共模信號(hào)時(shí)，T1、T2的e極電位，將隨輸入信號(hào)變化而變化，但兩管的電流IC1、IC2卻幾乎不變，故UC1、UC2幾乎不變。R3是負(fù)反饋電阻，提高了恒流源IC3的穩(wěn)定性和進(jìn)一步提高恒流源的交流輸出電阻。差動(dòng)放大器的改進(jìn)采用恒流源的差動(dòng)放大器uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE436.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原理6.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原446.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原理靜態(tài)6.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原45動(dòng)態(tài)僅輸入差模信號(hào)，大小相等，相位相反。大小相等，信號(hào)被放大。相位相反。1.電路組成及工作原理動(dòng)態(tài)僅輸入差模信號(hào)，大小相等，相位相反。大小相等，信號(hào)被放大462.抑制零點(diǎn)漂移原理溫度變化和電源電壓波動(dòng)，都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢(shì)是相同的，其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號(hào)。2.抑制零點(diǎn)漂移原理溫度變化和電源電壓波動(dòng)，都將使47這一過程類似于分壓式射極偏置電路的溫度穩(wěn)定過程。所以，即使電路處于單端輸出方式時(shí)，仍有較強(qiáng)的抑制零漂能力。2.抑制零點(diǎn)漂移原理差分式放大電路對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)抑制作用這一過程類似于分壓式射極偏置電路的溫度穩(wěn)定過程。所以483.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況接入負(fù)載時(shí)以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力<A>雙入、雙出3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況接入負(fù)載時(shí)以雙倍的元器件換493.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<B>雙入、單出接入負(fù)載時(shí)3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<B>雙入、單出接入負(fù)載503.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<C>單端輸入等效于雙端輸入指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同。3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<C>單端輸入等效于雙端513.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<A>雙端輸出共模信號(hào)的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。所以共模增益3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<A>雙端輸出共52<B>單端輸出抑制零漂能力增強(qiáng)3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<B>單端輸出抑制零漂能力增強(qiáng)3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共53（3）共模抑制比雙端輸出，理想情況單端輸出抑制零漂能力越強(qiáng)單端輸出時(shí)的總輸出電壓（4）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號(hào)。（3）共模抑制比雙端輸出，理想情況單端輸出抑制零漂能力越強(qiáng)單544.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路靜態(tài)IE6IREFIO

＝IE54.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路靜態(tài)IE6I554.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模電壓增益（負(fù)載開路）則單端輸出的電壓增益接近于雙端輸出的電壓增益4.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模電壓增益則單端564.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模輸入電阻Rid＝2rbe輸出電阻4.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模輸入電阻574.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路共模輸入電阻

Ric＝1/2[rbe＋2(1＋β)ro5]4.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路共模輸入電阻586.2.3源極耦合差分式放大電路CMOS差分式放大電路單端輸出差模電壓增益vo2＝(id4-id2)(ro2//ro4) ＝gmvid（ro2//ro4）

(ro2//ro4) ＝gm(ro2//ro4)與雙端輸出相同6.2.3源極耦合差分式放大電路CMOS差分式放大電路單596.3差分式放大電路的傳輸特性前面討論了差分式放大電路在小信號(hào)線性工作狀態(tài)下的放大作用。當(dāng)信號(hào)較大時(shí)，輸入輸出的關(guān)系可通過傳輸特性曲線來描述。下面以右圖所示電路為例進(jìn)行討論。傳輸特性就是放大電路輸出電流（或電壓）與差模輸入電壓vid的函數(shù)關(guān)系。它可以用BJT的be結(jié)值電壓vBE與發(fā)射極電流IE的基本關(guān)系求出。由PN結(jié)的伏安特性可知：6.3差分式放大電路的傳輸特性前面討論了差分式放大電路在60

所以可以作出如下圖形：又因?yàn)橛梢陨细魇娇山獾茫?.3差分式放大電路的傳輸特性

616.3差分式放大電路的傳輸特性6.3差分式放大電路的傳輸特性626.3差分式放大電路的傳輸特性6.3差分式放大電路的傳輸特性636.4集成運(yùn)算放大器6.4集成運(yùn)算放大器64一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)（1）對(duì)輸入級(jí)的要求零點(diǎn)漂移要盡量小，輸入電阻要高，基極偏置電流要小，并且有較高的增益。（2）采用普通差動(dòng)放大器的輸入級(jí) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，容易對(duì)稱，因而漂移較小。 缺點(diǎn)：輸入阻抗低（50~300kΩ），電壓放大倍數(shù)不高（30~100）。（3）采用共集——共基差動(dòng)放大器6.4集成運(yùn)算放大器一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)6.4651、差動(dòng)輸入級(jí)（3）采用共集——共基差動(dòng)放大器由兩級(jí)放大電路組成，第一級(jí)由β較高的NPN型管T1、T2組成共集電極放大器，T3、T4為其負(fù)載，I0為本級(jí)集電極恒流源。 IOu+u-T1T2T3T4I'ouoRC1RC2-EC第二級(jí)由β較低的橫向PNP管T3、T4接成差動(dòng)放大器，其負(fù)載電阻為Rc1、Rc2，I'o為本級(jí)基極恒流源。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)由兩級(jí)放大電路組成，第一級(jí)由β較高的NPN型管661、差動(dòng)輸入級(jí)（3）采用共集——共基差動(dòng)放大器特點(diǎn)：①共集電極放大器的輸入阻抗高，電流增益大，而共基極放大器的電壓增益大，故該電路兼有兩者的特點(diǎn)。IOu+u-T1T2T3T4I'OuoRC1RC2-EC②利用β較高的NPN管補(bǔ)償了β較低的PNP管，因此，這種電路輸入阻抗高。③允許較高的差模輸入電壓（±30V），因?yàn)闄M向的PNP管有很高的反向擊穿電壓。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)特點(diǎn)：IOu+u-T1T2T3T4I'OuoR671、差動(dòng)輸入級(jí)（4）采用復(fù)合管形成的差動(dòng)放大電路優(yōu)點(diǎn)：因β=β1β3=β2β4，使IC在固定的情況下，IB可以大大減小，因而輸入電阻可以提高到兆歐級(jí)。缺點(diǎn)：兩組復(fù)合管很難做到對(duì)稱，因而漂移較大。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+EC一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)優(yōu)點(diǎn)：因β=β1β3=β2β4，使IC在固定的681、差動(dòng)輸入級(jí)（5）采用超β管構(gòu)成的差動(dòng)電路超β管的基區(qū)比一般管做的更薄，摻雜濃度更低，而e區(qū)的摻雜濃度更高，使這種管子在低電流的情況下的β值高達(dá)1000~5000。 超β管T1、T2接成共射差動(dòng)電路，輸出端接到由T3、T4組成的共基極電路，兩個(gè)RC為T3、T4的集電極負(fù)載。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+ECT5T6I'O為保護(hù)超β管，增加了T5、T6組成的電路，使UCE1=-UBE3+UBE5+UBE6≈0.7v 以保證超β管安全工作，不致?lián)p壞。

一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)超β管的基區(qū)比一般管做的更薄，摻雜濃度更低，而691、差動(dòng)輸入級(jí)（5）采用超β管構(gòu)成的差動(dòng)電路優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗很大（5兆歐左右），且使因β不對(duì)稱而引起的漂移減小。 IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+ECT5T6I'O缺點(diǎn)：因基區(qū)過薄，集電結(jié)電壓略有增大，就會(huì)使集電結(jié)的耗盡層穿過基區(qū)與發(fā)射結(jié)的耗盡層連在一起，導(dǎo)致三極管失去放大作用，這種現(xiàn)象稱為“串通”。在實(shí)用電路中常常采用一些措施來保證UCE＞1v。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗很大（5兆歐左右），且使因β不對(duì)702、中間級(jí)主要功能：提供足夠大的電壓增益；有較高的輸入電阻；能夠提供較大的輸出電流；將輸入級(jí)的雙端輸出變?yōu)閱味溯敵?；?shí)現(xiàn)電位移動(dòng)。（1）有源負(fù)載共射放大電路用有源元件代替放大器中的RC，可使放大倍數(shù)大大提高，而不需增加電源電壓。另外應(yīng)盡可能地提高下一級(jí)的輸入電阻。有源負(fù)載放大器允許電源電壓變動(dòng)的范圍較寬。uiuoRC+EC電阻負(fù)載IB2uoT1T2+ECui有源負(fù)載一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)用有源元件代替放大器中的RC712、中間級(jí)（2）雙端變單端電路T1、T2組成差動(dòng)電路，T3、T4為T1、T2的有源負(fù)載，當(dāng)差模信號(hào)輸入時(shí)iC1↑(△iC1)，iC2↓(-△iC2)，而IC1=IC3，又T3、T4的e結(jié)并聯(lián)，所以：IC4=IC3=IC1，因而輸出電流增量△i0=IC4+IC2=2IC1這就把差模電壓引起的T1，T2兩管集電極電流的增量全部輸出給負(fù)載，并實(shí)現(xiàn)了雙端變單端。u0I0uiT4T3T2T1+ECIC4IC2IC3IC1i0-Ee一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)T1、T2組成差動(dòng)電路，T3、T4為T1、T2的有722、中間級(jí)（3）電平移動(dòng)電路因?yàn)楹懔髟磖>>R故：u2≈u1，U2=U1－I0R+－U2=U1－I0RU1I0u1u2=u1R恒流源電平移動(dòng)電路一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)因?yàn)楹懔髟磖>>R+－U2=U1－I0RU1732、中間級(jí)（3）電平移動(dòng)電路PNP管與NPN管搭配的移動(dòng)電路

T2T1Re2RC1u0ui－Ee+ECRC2Re1T1：NPN管作放大用。T2：橫向PNP管，既有一定放大又作電平移動(dòng)。對(duì)T1：UC>UB，對(duì)T2：UC<UB只要選得合適，可將T2的UC降到合適。優(yōu)點(diǎn)：在移動(dòng)電平的同時(shí)，兼有放大作用。缺點(diǎn)：橫向PNP管截止頻率低，使通頻帶變窄。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)PNP管與NPN管搭配的移動(dòng)電路T2T1Re2R74I0R1R2T1ui-Ee+

ECu0T2T3T4D1D2R3R43、輸出級(jí)要求有較大的額定輸出電壓和電流；較低的輸出電阻；有過載保護(hù)?；パa(bǔ)對(duì)稱的輸出級(jí)一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路I0R1R2T1ui-Ee+ECu0T2T3T4D1R3R753、輸出級(jí)要求有較大的額定輸出電壓和電流；較低的輸出電阻；有過載保護(hù)。（1）電阻負(fù)載跟隨電路合理選擇Re、EC、Ee使得靜態(tài)時(shí)u0=0這種電路的缺點(diǎn)是正、負(fù)向跟蹤能力不一樣缺點(diǎn)：正向輸出時(shí)，T導(dǎo)通，最大輸出電壓為：EC－UCES負(fù)向輸出時(shí)，T截止，電流經(jīng)RL、Re流向－Ee，最大輸出電壓T負(fù)向正向ui－Ee+ECRLRe由于一般選用EC=Ee，故正、負(fù)半周不對(duì)稱。

一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路3、輸出級(jí)合理選擇Re、EC、Ee使得靜態(tài)時(shí)u0=0T負(fù)向正764、實(shí)際電路分析主要特點(diǎn)①采用有源負(fù)載，使電壓放大倍數(shù)很高（十萬倍）；②放大級(jí)數(shù)少（采用兩級(jí)放大），使相位校正十分簡便（用一只30PF的電容作校正元件，就能夠保證在各種情況下穩(wěn)定工作）；③輸入阻抗高，共模抑制比高，有過載保護(hù)，功耗低；一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路4、實(shí)際電路分析主要特點(diǎn)一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路77有源負(fù)載共集－共基放大器4、實(shí)際電路分析T1uiR11kD1D2u0－15v+15vT2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T17T16T15T19T18RWR250kR539kR31kR43kR650R74.5kR87.5kR1050R925C①③+⑤⑦②－⑥④R1，R3給T5，T6引入串聯(lián)負(fù)反饋，進(jìn)一步提高其交流電阻，使輸入級(jí)有更高的電壓放大倍數(shù)。在T5的c—b之間插入了由T7和R2組成的共射極跟隨器，它起隔離作用，使T5、T3的集電極電流更加接近，進(jìn)一步提高了T3、T4的集電極電流的對(duì)稱性。由于采用了PNP管和有源集電極負(fù)載，輸入級(jí)還完成了電平移動(dòng)和雙端變單端的任務(wù)。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路有源負(fù)載共集－共基放大器4、實(shí)際電路分析T1uiR1D1u078鏡像恒流源鏡像恒流源主恒流源中間級(jí)有源負(fù)載共集－共基放大器4、實(shí)際電路分析T1uiR11kD1D2u0－15v+15vT2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T17T16T15T19T18RWR250kR539kR31kR43kR650R74.5kR87.5kR1050R925C①③+⑤⑦②－⑥④中間級(jí)的有源負(fù)載IR5基準(zhǔn)電流除了上面分析的主要電路外，還有電容C，它的作用是防止電路產(chǎn)生自激振蕩。必須注意，有些產(chǎn)品電容C是接在電路內(nèi)部的，有些產(chǎn)品電容C應(yīng)該外接。外接電位器RW是用來調(diào)零的(稱為調(diào)零電位器)，即在加上直流電源后，將兩個(gè)輸入端對(duì)地短路，微調(diào)RW使輸出端電位為零。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路鏡像恒流源鏡像恒流源主恒流源中間級(jí)有源負(fù)載共集－共基放大器479最新5模擬集成電路課件80輸出輸入相位關(guān)系輸出輸入相位關(guān)系816.4集成電路運(yùn)算放大器6.4.1集成電路運(yùn)算放大器CMOSMC145736.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4集成電路運(yùn)算放大器6.4.1集成電路運(yùn)算放大器826.4.1CMOSMC14573集成電路運(yùn)算放大器1.電路結(jié)構(gòu)和工作原理6.4.1CMOSMC14573集成電路運(yùn)算放大器1832.電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算(1)直流分析已知VT和KP5，可求出IREF

根據(jù)各管子的寬長比，可求出其它支路電流。2.電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算(1)直流分析已知VT和KP584(2)小信號(hào)分析設(shè)gm1=gm2=gm

則2.電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算輸入級(jí)電壓增益(2)小信號(hào)分析設(shè)gm1=gm2=gm則2.電85(2)小信號(hào)分析2.電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算總電壓增益Av

=

Av1·Av2

Av2=vo/vgs7

=－gm7(rds7//rds8)

第二級(jí)電壓增益將參數(shù)代入計(jì)算得Av

=

40884.8（92.2dB）(2)小信號(hào)分析2.電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算總電壓增益Av866.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741876.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741886.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741896.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741906.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741916.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741926.4.2集成運(yùn)算放大器741首先將偏置電路等效為電流源：6.4.2集成運(yùn)算放大器741首先將偏置電路等效為電流源936.4.2集成運(yùn)算放大器741其次，去掉保護(hù)電路：6.4.2集成運(yùn)算放大器741其次，去掉保護(hù)電路：946.4.2集成運(yùn)算放大器741再則，將T18,T19等效為兩個(gè)二極管，并去掉頻率補(bǔ)償電容6.4.2集成運(yùn)算放大器741再則，將T18,T19等效956.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器741966.4.2集成運(yùn)算放大器7416.4.2集成運(yùn)算放大器74197

結(jié)束語謝謝大家聆聽?。?！98

結(jié)束語謝謝大家聆聽?。?！985模擬集成電路5模擬集成電路99(2)畫簡化的H參數(shù)小信號(hào)等效電路：(2)畫簡化的H參數(shù)小信號(hào)等效電路：100最新5模擬集成電路課件101最新5模擬集成電路課件102最新5模擬集成電路課件103最新5模擬集成電路課件104最新5模擬集成電路課件105最新5模擬集成電路課件106（1）什么是零點(diǎn)漂移在直接耦合放大電路中，輸出電壓偏離其初始值的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。2.零點(diǎn)漂移

放大器級(jí)數(shù)越多，放大倍數(shù)越大。輸出端漂移現(xiàn)象越嚴(yán)重。第一級(jí)的零漂影響最大。uiAu=20U01=10mvAu=20U02=210mvAu=20U01=4.21vuot0有時(shí)會(huì)將信號(hào)淹沒三、直接耦合放大器的特點(diǎn)（1）什么是零點(diǎn)漂移2.零點(diǎn)漂移放大器級(jí)數(shù)越多，放大倍數(shù)107（3）產(chǎn)生零漂的原因溫度的變化——最主要。電流電壓的波動(dòng)。電路元件參數(shù)的變化。（4）減少零漂的措施可以采用差分放大電路。（2）怎樣衡量零點(diǎn)漂移的大?。浩齐妷赫鬯愕捷斎攵?.零點(diǎn)漂移

三、直接耦合放大器的特點(diǎn)（3）產(chǎn)生零漂的原因（2）怎樣衡量零點(diǎn)漂移的大?。浩齐妷赫?08作用：向各級(jí)放大器提供合適的偏置電流，決定各級(jí)的Q點(diǎn)。要求：工作電流為微安級(jí)，而且要比較穩(wěn)定。為此，要求用不太大的電阻來實(shí)現(xiàn)小電流的電路。電流源的特點(diǎn)：直流電阻小，交流電阻大。作有源負(fù)載四、電流源

作用：向各級(jí)放大器提供合適的偏置電流，決定各級(jí)的Q點(diǎn)。四、電1096.1模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6.1.1BJT電流源電路6.1.2FET電流源1.鏡像電流源2.微電流源3.高輸出阻抗電流源4.組合電流源1.MOSFET鏡像電流源2.MOSFET多路電流源3.JFET電流源6.1模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6.1.1BJT電1106.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源T1、T2的參數(shù)全同即β1＝β2，ICEO1＝ICEO2

當(dāng)BJT的β較大時(shí)，基極電流IB可以忽略

Io＝IC2≈IREF＝

代表符號(hào)IR——基準(zhǔn)電流Io——提供給其他放大級(jí)的偏置電流T1、T2具有良好的對(duì)稱性。6.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源T1、T2的參1116.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源動(dòng)態(tài)電阻一般ro在幾百千歐以上6.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源動(dòng)態(tài)電阻一般112T3IC3∵UBE1=UBE2∴IC2=IC1=IR－2IB=IR－2IC1/βI0=IC2=當(dāng)β>>1時(shí)I0≈IR=特點(diǎn)：IR選定后，I0隨之確定——鏡像恒流源；I0受電源EC變化的影響較大；解得要得到較小的電流，就需要較大的電阻R，故此電路適用于工作電流I0較大的場(chǎng)合（毫安級(jí)）；多路鏡像恒流源電路

IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB16.1.1BJT電流源電路1.鏡像電流源T3IC3∵UBE1=UBE2∴IC2=IC1=IR－1136.1.1BJT電流源電路2.微電流源由于很小，所以IC2也很小。ro≈rce2（1＋）

（參考射極偏置共射放大電路的輸出電阻）6.1.1BJT電流源電路2.微電流源由于很小，所以I114代入上式得IE2由得由圖：IE2Re=UBE1－UBE2∵IS1≈IS2IE1≈IC1≈IRIE2≈IC2≈I0（當(dāng)IR、Re確定時(shí)，I0確定）IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB1Re6.1.1BJT電流源電路2.微電流源代入上式得IE2由得由圖：IE2Re=UBE1－UBE2∵1153、比例電流源電路

前面已知由圖知：UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2則：IE2R2=IE1R1+UBE1－UBE2即∵I0≈IE2IE1≈IC1=IR－IB1－IB2≈IR如果可忽略代入上式得IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB1IE2R2IE1R16.1.1BJT電流源電路3、比例電流源電路前面已知由圖知：UBE1+IE1R1=1164、多路輸出恒流源舉例：因電流源輸出的工作電流與基準(zhǔn)電流IR的比值可通過改變Re來控制，這樣可以設(shè)置一個(gè)公共的基準(zhǔn)電流，使各級(jí)電流源有不同的數(shù)值輸出。+ECRIR=500μA10μA50μA489.5μAIC1489.5μA10.5μAT1T25μA0.1μA10.2k0.5μA1.2k4.9μA6.1.1BJT電流源電路4、多路輸出恒流源舉例：+ECRIR=500μA10μA50117A1和A3分別是T1和T3的相對(duì)結(jié)面積動(dòng)態(tài)輸出電阻ro遠(yuǎn)比微電流源的動(dòng)態(tài)輸出電阻為高6.1.1BJT電流源電路5.高輸出阻抗電流源A1和A3分別是T1和T3的相對(duì)結(jié)面積動(dòng)態(tài)輸出電阻ro遠(yuǎn)比1186.1.1BJT電流源電路6.組合電流源T1、R1和T4支路產(chǎn)生基準(zhǔn)電流IREFT1和T2、T4和T5構(gòu)成鏡像電流源T1和T3，T4和T6構(gòu)成了微電流源6.1.1BJT電流源電路6.組合電流源T1、R1和1196.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源當(dāng)器件具有不同的寬長比時(shí)（=0）ro=rds2

MOSFET基本鏡像電路流6.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源當(dāng)器件1206.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源用T3代替R，T1~T3特性相同，且工作在放大區(qū)，當(dāng)=0時(shí)，輸出電流為常用的鏡像電流源6.1.2FET電流源1.MOSFET鏡像電流源1216.1.2FET電流源2.MOSFET多路電流源6.1.2FET電流源2.MOSFET多路電流源1226.1.2FET電流源3.JFET電流源(a)電路(b)輸出特性6.1.2FET電流源3.JFET電流源(a)電路1236.2差分式放大電路6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)6.2.2射極耦合差分式放大電路6.2.3源極耦合差分式放大電路6.2差分式放大電路6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)124一、基本電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。ui2二、工作原理1、

工作原理當(dāng)ui=0時(shí)，ui1=ui2=0，一方面uo1=uo2=0，另一方面UC1=UC2，可見，在電路完全對(duì)稱的情況下，輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)也為零。當(dāng)ui≠0時(shí)，ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo2

ui1=-ui2，則uo1=-uo2，同時(shí)UC1=UC2，則輸出信號(hào)uo=uo1-uo2=2uo1，即輸入信號(hào)不為零時(shí)，輸出信號(hào)也不為零。兩管的集電極電壓的變化，是大小相等，方向相反，當(dāng)負(fù)載接在兩管的集電極之間時(shí)，負(fù)載兩端的輸出電壓是兩管集電極的電位差，而不是相互抵消。

差分式放大電路一、基本電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。ui2二、工作原理1、

工125ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1二、工作原理2、

放大倍數(shù)：

即這種電路的電壓放大倍數(shù)與單管放大器的電壓放大倍數(shù)相同。總的電壓放大倍數(shù)：RLRL/2ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1263、共模信號(hào)與差模信號(hào)共模(commonmode)信號(hào)uc：兩信號(hào)的幅值相等，位相相同，頻率相同。ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1由于電路完全對(duì)稱，當(dāng)溫度變化時(shí)，兩管的零漂總是一樣的，這相當(dāng)于在兩管的輸入端加了一個(gè)共模信號(hào)，uic1=uic2，則uoc=Auuic=Au(uic1-uic2)=0——差分放大器可以完全抑制共模信號(hào)。差模(differentialmode)信號(hào)ud：兩信號(hào)的幅值相等，位相相反，頻率相同。4、對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制二、工作原理3、共模信號(hào)與差模信號(hào)ui2ui1uoRCR1RsRCR1R1275、

共模抑制比（Common-ModeRejectionRatio)

ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1對(duì)理想的差動(dòng)放大器：CMRR=∞一般的差動(dòng)放大器：CMRR=60dB（左右）差分放大電路能有效地放大差模信號(hào)，而對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。這是它的主要優(yōu)點(diǎn)。差模放大倍數(shù)越大，共模放大倍數(shù)越小，即對(duì)共模信號(hào)的抑制能力越強(qiáng)，說明放大器的性能越好。二、工作原理5、

共模抑制比（Common-ModeRejecti1286.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1.用三端器件組成的差分式放大電路6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)1.用三端器件組成的1296.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念差模信號(hào)共模信號(hào)差模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓其中——差模信號(hào)產(chǎn)生的輸出——共模信號(hào)產(chǎn)生的輸出共模抑制比反映抑制零漂能力的指標(biāo)6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念差模信號(hào)1306.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念根據(jù)有共模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中相同的部分差模信號(hào)相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號(hào)中不同的部分兩輸入端中的共模信號(hào)大小相等，相位相同；差模信號(hào)大小相等，相位相反。6.2.1差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2.有關(guān)概念根據(jù)有1311、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE典型電路分析—長尾電路

2、RE的作用

設(shè)ui1

=ui2

=0抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。溫度T↑IC↑IE

=2IC↑UE↑UBE↓IB↓IC↓RE對(duì)差模信號(hào)沒有反饋?zhàn)饔谩?/p>

ui1↑ui2↓ib1

,ic1↑ib2

,ic2↓ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RE對(duì)差模信號(hào)不起作用1、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:uoui1132(1)差模輸入均壓器RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析RL/2WP/2RCRs(1)差模輸入均壓器RRuoui+UCCRCT1RsRC133(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC在雙端輸出時(shí)：在單端輸出時(shí)：4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2R134(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC說明：①差分電路的差模電壓放大倍數(shù)與對(duì)應(yīng)的單管放大器相等。②選擇較大的負(fù)載電阻和β較高的管子，可以獲得較大的放大倍數(shù)。③WP對(duì)差模信號(hào)有負(fù)反饋?zhàn)饔?，故不能太大。④單端輸出的Aud是雙端輸出的Aud的一半。4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2R135(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEERW/22RERCRs說明：①Auc在單端輸出的情況下與對(duì)應(yīng)的單管放大器相等，但很小。②在雙端輸出時(shí)，由于電路的對(duì)稱性，使Auc=0。③因?yàn)榱闫盘?hào)就是共模信號(hào)，故電路對(duì)零漂有抑制作用。在單端輸出時(shí)：4、放大倍數(shù)的計(jì)算典型電路分析(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rs136(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsRE–UCC5、輸入電阻和輸出電阻

RL/2WP/2RCRs兩輸入端之間的電阻

典型電路分析(1)差模輸入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2R137(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEERW/22RERC2Rs每個(gè)輸入端對(duì)地的電阻5、輸入電阻和輸出電阻

典型電路分析(2)共模輸入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rs138uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE6、四種接法（1）雙端輸入，雙端輸出；（2）雙端輸入，單端輸出；（3）單端輸入，雙端輸出；雖是單端輸入，但由于Re的負(fù)反饋?zhàn)饔?，其?shí)際效果等效于雙端輸入。（4）單端輸入，單端輸出；典型電路分析uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE139差動(dòng)放大器的改進(jìn)uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE采用恒流源的差動(dòng)放大器已知Re對(duì)共模信號(hào)有反饋，對(duì)差模信號(hào)無反饋，故Re越大越好，但Re太大，必須電源電壓很高。例如：設(shè)IRe=1mA，當(dāng)Re=10kΩ時(shí)，Ee=10.7V；當(dāng)Re=100kΩ時(shí)，Ee=100.7V。對(duì)晶體管的e極和c極之間，具有極高的等效阻抗而壓降不大。IC(mA)UCE(v)Q△IC

△UCE

差動(dòng)放大器的改進(jìn)uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rs140uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE電路結(jié)構(gòu):+EC

R1T3uiR2-EeT2R3T1RCWPRCRsRs由于T3的恒流作用，當(dāng)為共模信號(hào)時(shí)，T1、T2的e極電位，將隨輸入信號(hào)變化而變化，但兩管的電流IC1、IC2卻幾乎不變，故UC1、UC2幾乎不變。R3是負(fù)反饋電阻，提高了恒流源IC3的穩(wěn)定性和進(jìn)一步提高恒流源的交流輸出電阻。差動(dòng)放大器的改進(jìn)采用恒流源的差動(dòng)放大器uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2RE–UEE1416.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原理6.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原1426.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原理靜態(tài)6.2.2射極耦合差分式放大電路1.電路組成及工作原143動(dòng)態(tài)僅輸入差模信號(hào)，大小相等，相位相反。大小相等，信號(hào)被放大。相位相反。1.電路組成及工作原理動(dòng)態(tài)僅輸入差模信號(hào)，大小相等，相位相反。大小相等，信號(hào)被放大1442.抑制零點(diǎn)漂移原理溫度變化和電源電壓波動(dòng)，都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢(shì)是相同的，其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號(hào)。2.抑制零點(diǎn)漂移原理溫度變化和電源電壓波動(dòng)，都將使145這一過程類似于分壓式射極偏置電路的溫度穩(wěn)定過程。所以，即使電路處于單端輸出方式時(shí)，仍有較強(qiáng)的抑制零漂能力。2.抑制零點(diǎn)漂移原理差分式放大電路對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)抑制作用這一過程類似于分壓式射極偏置電路的溫度穩(wěn)定過程。所以1463.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況接入負(fù)載時(shí)以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力<A>雙入、雙出3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況接入負(fù)載時(shí)以雙倍的元器件換1473.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<B>雙入、單出接入負(fù)載時(shí)3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<B>雙入、單出接入負(fù)載1483.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<C>單端輸入等效于雙端輸入指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同。3.主要指標(biāo)計(jì)算（1）差模情況<C>單端輸入等效于雙端1493.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<A>雙端輸出共模信號(hào)的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。所以共模增益3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<A>雙端輸出共150<B>單端輸出抑制零漂能力增強(qiáng)3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共模情況<B>單端輸出抑制零漂能力增強(qiáng)3.主要指標(biāo)計(jì)算（2）共151（3）共模抑制比雙端輸出，理想情況單端輸出抑制零漂能力越強(qiáng)單端輸出時(shí)的總輸出電壓（4）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號(hào)。（3）共模抑制比雙端輸出，理想情況單端輸出抑制零漂能力越強(qiáng)單1524.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路靜態(tài)IE6IREFIO

＝IE54.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路靜態(tài)IE6I1534.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模電壓增益（負(fù)載開路）則單端輸出的電壓增益接近于雙端輸出的電壓增益4.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模電壓增益則單端1544.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模輸入電阻Rid＝2rbe輸出電阻4.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路差模輸入電阻1554.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路共模輸入電阻

Ric＝1/2[rbe＋2(1＋β)ro5]4.帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路共模輸入電阻1566.2.3源極耦合差分式放大電路CMOS差分式放大電路單端輸出差模電壓增益vo2＝(id4-id2)(ro2//ro4) ＝gmvid（ro2//ro4）

(ro2//ro4) ＝gm(ro2//ro4)與雙端輸出相同6.2.3源極耦合差分式放大電路CMOS差分式放大電路單1576.3差分式放大電路的傳輸特性前面討論了差分式放大電路在小信號(hào)線性工作狀態(tài)下的放大作用。當(dāng)信號(hào)較大時(shí)，輸入輸出的關(guān)系可通過傳輸特性曲線來描述。下面以右圖所示電路為例進(jìn)行討論。傳輸特性就是放大電路輸出電流（或電壓）與差模輸入電壓vid的函數(shù)關(guān)系。它可以用BJT的be結(jié)值電壓vBE與發(fā)射極電流IE的基本關(guān)系求出。由PN結(jié)的伏安特性可知：6.3差分式放大電路的傳輸特性前面討論了差分式放大電路在158

所以可以作出如下圖形：又因?yàn)橛梢陨细魇娇山獾茫?.3差分式放大電路的傳輸特性

1596.3差分式放大電路的傳輸特性6.3差分式放大電路的傳輸特性1606.3差分式放大電路的傳輸特性6.3差分式放大電路的傳輸特性1616.4集成運(yùn)算放大器6.4集成運(yùn)算放大器162一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)（1）對(duì)輸入級(jí)的要求零點(diǎn)漂移要盡量小，輸入電阻要高，基極偏置電流要小，并且有較高的增益。（2）采用普通差動(dòng)放大器的輸入級(jí) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，容易對(duì)稱，因而漂移較小。 缺點(diǎn)：輸入阻抗低（50~300kΩ），電壓放大倍數(shù)不高（30~100）。（3）采用共集——共基差動(dòng)放大器6.4集成運(yùn)算放大器一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)6.41631、差動(dòng)輸入級(jí)（3）采用共集——共基差動(dòng)放大器由兩級(jí)放大電路組成，第一級(jí)由β較高的NPN型管T1、T2組成共集電極放大器，T3、T4為其負(fù)載，I0為本級(jí)集電極恒流源。 IOu+u-T1T2T3T4I'ouoRC1RC2-EC第二級(jí)由β較低的橫向PNP管T3、T4接成差動(dòng)放大器，其負(fù)載電阻為Rc1、Rc2，I'o為本級(jí)基極恒流源。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)由兩級(jí)放大電路組成，第一級(jí)由β較高的NPN型管1641、差動(dòng)輸入級(jí)（3）采用共集——共基差動(dòng)放大器特點(diǎn)：①共集電極放大器的輸入阻抗高，電流增益大，而共基極放大器的電壓增益大，故該電路兼有兩者的特點(diǎn)。IOu+u-T1T2T3T4I'OuoRC1RC2-EC②利用β較高的NPN管補(bǔ)償了β較低的PNP管，因此，這種電路輸入阻抗高。③允許較高的差模輸入電壓（±30V），因?yàn)闄M向的PNP管有很高的反向擊穿電壓。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)特點(diǎn)：IOu+u-T1T2T3T4I'OuoR1651、差動(dòng)輸入級(jí)（4）采用復(fù)合管形成的差動(dòng)放大電路優(yōu)點(diǎn)：因β=β1β3=β2β4，使IC在固定的情況下，IB可以大大減小，因而輸入電阻可以提高到兆歐級(jí)。缺點(diǎn)：兩組復(fù)合管很難做到對(duì)稱，因而漂移較大。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+EC一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)優(yōu)點(diǎn)：因β=β1β3=β2β4，使IC在固定的1661、差動(dòng)輸入級(jí)（5）采用超β管構(gòu)成的差動(dòng)電路超β管的基區(qū)比一般管做的更薄，摻雜濃度更低，而e區(qū)的摻雜濃度更高，使這種管子在低電流的情況下的β值高達(dá)1000~5000。 超β管T1、T2接成共射差動(dòng)電路，輸出端接到由T3、T4組成的共基極電路，兩個(gè)RC為T3、T4的集電極負(fù)載。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+ECT5T6I'O為保護(hù)超β管，增加了T5、T6組成的電路，使UCE1=-UBE3+UBE5+UBE6≈0.7v 以保證超β管安全工作，不致?lián)p壞。

一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)超β管的基區(qū)比一般管做的更薄，摻雜濃度更低，而1671、差動(dòng)輸入級(jí)（5）采用超β管構(gòu)成的差動(dòng)電路優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗很大（5兆歐左右），且使因β不對(duì)稱而引起的漂移減小。 IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+ECT5T6I'O缺點(diǎn)：因基區(qū)過薄，集電結(jié)電壓略有增大，就會(huì)使集電結(jié)的耗盡層穿過基區(qū)與發(fā)射結(jié)的耗盡層連在一起，導(dǎo)致三極管失去放大作用，這種現(xiàn)象稱為“串通”。在實(shí)用電路中常常采用一些措施來保證UCE＞1v。一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路1、差動(dòng)輸入級(jí)優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗很大（5兆歐左右），且使因β不對(duì)1682、中間級(jí)主要功能：提供足夠大的電壓增益；有較高的輸入電阻；能夠提供較大的輸出電流；將輸入級(jí)的雙端輸出變?yōu)閱味溯敵觯粚?shí)現(xiàn)電位移動(dòng)。（1）有源負(fù)載共射放大電路用有源元件代替放大器中的RC，可使放大倍數(shù)大大提高，而不需增加電源電壓。另外應(yīng)盡可能地提高下一級(jí)的輸入電阻。有源負(fù)載放大器允許電源電壓變動(dòng)的范圍較寬。uiuoRC+EC電阻負(fù)載IB2uoT1T2+ECui有源負(fù)載一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)用有源元件代替放大器中的RC1692、中間級(jí)（2）雙端變單端電路T1、T2組成差動(dòng)電路，T3、T4為T1、T2的有源負(fù)載，當(dāng)差模信號(hào)輸入時(shí)iC1↑(△iC1)，iC2↓(-△iC2)，而IC1=IC3，又T3、T4的e結(jié)并聯(lián)，所以：IC4=IC3=IC1，因而輸出電流增量△i0=IC4+IC2=2IC1這就把差模電壓引起的T1，T2兩管集電極電流的增量全部輸出給負(fù)載，并實(shí)現(xiàn)了雙端變單端。u0I0uiT4T3T2T1+ECIC4IC2IC3IC1i0-Ee一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)T1、T2組成差動(dòng)電路，T3、T4為T1、T2的有1702、中間級(jí)（3）電平移動(dòng)電路因?yàn)楹懔髟磖>>R故：u2≈u1，U2=U1－I0R+－U2=U1－I0RU1I0u1u2=u1R恒流源電平移動(dòng)電路一、集成運(yùn)算放大器的基本單元電路2、中間級(jí)因?yàn)楹懔髟磖>>R+－U2=U1－I0RU11712、中間級(jí)（3）電平移動(dòng)電路PNP管與NPN管搭配的移動(dòng)電路

T2T1Re2RC1u0ui－Ee+ECRC2Re1T1：NPN管作放大用。T2：橫向PNP管，既有一定放大又作電平移動(dòng)。對(duì)T1：U