第三章集成運算放大器

一.集成運放的總體結(jié)構(gòu)

3.1概述第三章集成運算放大器一.集成運放的總體結(jié)構(gòu)3.11

二.簡單的集成運放二.簡單的集成運放2＋－u-－u+uo集成運算放大器符號－＋＋∞反相輸入端u－同相輸入端u+輸出端uo國際符號：國內(nèi)符號：集成運放的特點：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小＋－u-－u+uo集成運算放大器符號－＋＋∞反3

1.輸入失調(diào)電壓Vio

輸入電壓為零時，將輸出電壓除以電壓增益，即為折算到輸入端的失調(diào)電壓。是表征運放內(nèi)部電路對稱性的指標。三.集成運算放大器的主要參數(shù)2.輸入失調(diào)電壓溫漂

dVio/dT在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。1.輸入失調(diào)電壓Vio三.集成運算放大器4

4.輸入失調(diào)電流

Iio：在零輸入時，差分輸入級的差分對管基極電流之差，用于表征差分級輸入電流不對稱的程度。

3.輸入偏置電流IB：輸入電壓為零時，運放兩個輸入端偏置電流的平均值，用于衡量差分放大對管輸入電流的大小。5.輸入失調(diào)電流溫漂dIio/dT

在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電流隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。4.輸入失調(diào)電流Iio：3.輸入偏置電流IB5

6.最大差模輸入電壓Vidmax

7.最大共模輸入電壓Vicmax

運放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓，超過此電壓時,差分管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。在保證運放正常工作條件下，共模輸入電壓的允許范圍。共模電壓超過此值時，輸入差分對管出現(xiàn)飽和，放大器失去共模抑制能力。6.最大差模輸入電壓Vidmax7.最大共模輸入電壓V6

8.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)

Aod

：

無反饋時的差模電壓增益。一般Aod在100～120dB左右，高增益運放可達140dB以上。

9.差模輸入電阻rid

：

雙極型管輸入級約為105～106歐姆，場效應(yīng)管輸入級可達109歐姆以上。

10.共模抑制比

KCMR

：

KCMR=20lg(Avd/Avc)

(dB)其典型值在80dB以上，性能好的高達180dB。8.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：7

11.-3dB帶寬

fH：運放的差模電壓放大倍數(shù)在高頻段下降3dB所定義的帶寬fH。

12.轉(zhuǎn)換速率SR(壓擺率)：反映運放對于快速變化的輸入信號的響應(yīng)能力。轉(zhuǎn)換速率SR的表達式為

11.-3dB帶寬fH：8運算放大器外形圖運算放大器外形圖9運算放大器外形圖運算放大器外形圖10

為滿足實際使用中對集成運放性能的特殊要求，除性能指標比較適中的通用型運放外，還有適應(yīng)不同需要的專用型集成運放。它們在某些技術(shù)指標上比較突出。根據(jù)運算放大器的技術(shù)指標可以對其進行分類，主要有通用、高速、寬帶、高精度、高輸入電阻和低功耗等幾種。四.各類集成運放的性能特點為滿足實際使用中對集成運放性能的特殊要求，除11

1.高速型和寬帶型

用于寬頻帶放大器，高速A/D、D/A，高速數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)。這種運放的單位增益帶寬和壓擺率的指標均較高。例如：CF2520/2525AD9620AD9618

OP37

CF357

1.高速型和寬帶型用于寬頻帶放大器，高速A12

2.高精度(低漂移型）

用于精密儀表放大器，精密測試系統(tǒng)，精密傳感器信號變送器等。例如：OP177

CF714

2.高精度(低漂移型）用于精密儀表放大器13

3.高輸入阻抗型

用于測量設(shè)備及采樣保持電路中。

例如：AD549

CF155/255/355

3.高輸入阻抗型用于測量設(shè)備及采樣保持電路中。144.低功耗型

用于空間技術(shù)和生物科學(xué)研究中，工作于較低電壓下，工作電流微弱。例如：OP22正常工作靜態(tài)功耗可低至36

W。OP290在0.8

V電壓下工作，功耗為24W。CF7612在5

V電壓下工作，功耗為50W。4.低功耗型用于空間技術(shù)和生物科學(xué)研究中，工155.功率型

這種運放的輸出功率可達1W以上，輸出電流可達幾個安培以上。例如：LM12

TP1465

TP14655.功率型這種運放的輸出功率可達1W以16

3.2集成放大電路的特點集成運算放大器——高增益的直接耦合的集成的多級放大器。（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特別有利于實現(xiàn)需要對稱結(jié)構(gòu)的電路。（2）集成電路的芯片面積小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。（3）不易制造大電阻。需要大電阻時，往往使用有源負載。（4）只能制作幾十pF以下的小電容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大電容，只有外接。（5）不能制造電感，如需電感，也只能外接。3.2集成放大電路的特點（1）元器件具有良好的一致性和同向17直耦放大電路的特殊問題——零點漂移零漂現(xiàn)象：：溫漂指標：產(chǎn)生零漂的原因:由溫度變化引起的。輸入Vi=0時，，輸出有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。直耦放大電路的特殊問題——零點漂移零漂現(xiàn)象：：溫漂指標：產(chǎn)生18例如若第一級漂了100uV，則輸出漂移1V。若第二級也漂了100uV，則輸出漂移10mV。假設(shè)

第一級是關(guān)鍵3.減小零漂的措施用非線性元件進行溫度補償采用差分式放大電路漂了100uV漂移10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV例如若第一級漂了100uV，則輸出漂移1V。193.3差動放大電路一.結(jié)構(gòu):對稱性結(jié)構(gòu)即：1=2=

VBE1=VBE2=VBE

rbe1=rbe2=rbe

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb3.3差動放大電路一.結(jié)構(gòu):對稱性結(jié)構(gòu)即：1=2=20

1.差動放大電路一般有兩個輸入端：雙端輸入——從兩輸入端同時加信號。單端輸入——僅從一個輸入端對地加信號。

2.差分放大電路可以有兩個輸出端，一個是集電極C1，另一個是集電極C2。雙端輸出——從C1和C2輸出。單端輸出——從C1或C2

對地輸出。二.幾個基本概念12/11/20221.差動放大電路一般有兩個輸入端：2.差分放大電路可213.差模信號與共模信號差模信號：共模信號：差模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓4.共模抑制比3.差模信號與共模信號差模信號：共模信號：差模電壓增益22三.差動放大電路的基本工作原理

1.靜態(tài)工作點的計算：

忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V三.差動放大電路的基本工作原理1.靜態(tài)工作232.抑制零漂的原理:vo=vC1-vC2

=0vo=(vC1+

vC1

)-(vC2+

vC2)=0當(dāng)vi1

=

vi2

=0時，當(dāng)溫度變化時：vC1=vC2

vC1=

vC22.抑制零漂的原理:vo=vC1-vC2=0vo24(1)加入差模信號設(shè)：vi1=-vi2=vid/2，vic=0。3.電路的動態(tài)分析

Re對差模信號相當(dāng)于短路設(shè)vi1,vi2ib1,ib2ie1,ie2ie1=-ie2

IRe不變

VE不變(1)加入差模信號設(shè)：vi1=-vi2=vid/2，vi25其等效電路為：因為vi1=-vi2設(shè)vi1,vi2

vo1,vo2。由于電路對稱

│vo1│

=│vo2│

vo=vo1–vo2=-2vo1

差模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻其等效電路為：因為vi1=-vi2設(shè)vi1,vi226(1)加入共模信號設(shè)：vi1=vi2=vic，vid=0。設(shè)vi1，vi2，使vo1vo2。因vi1=vi2，

vo1=vo2

vo=0(理想化)。共模電壓放大倍數(shù)(1)加入共模信號設(shè)：vi1=vi2=vic，vid=027四.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:

1.雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出）2.雙端輸入、單端輸出（雙入單出）3.單端輸入、雙端輸出（單入雙出）4.單端輸入、單端輸出（單入單出）主要討論的問題有：

差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻四.差動放大器的輸入輸出方式差動放大器共有四種輸入輸281.雙端輸入雙端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）共模電壓放大倍數(shù)（3）差模輸入電阻（4）輸出電阻1.雙端輸入雙端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)（2）共模電壓放292.雙端輸入單端輸出

這種方式適用于將差分信號轉(zhuǎn)換為單端輸出的信號。(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）差模輸入電阻（3）輸出電阻2.雙端輸入單端輸出這種方式適用于將(1)30（4）共模電壓放大倍數(shù)共模等效電路：（4）共模電壓放大倍數(shù)共模等效電路：31

3.單端輸入雙端輸出

單端輸入等效雙端輸入:

vi1=－vi2=vi/2

計算同雙端輸入雙端輸出：3.單端輸入雙端輸出單端輸入等效雙端輸入:vi324.單端輸入單端輸出

注意放大倍數(shù)的正負號：設(shè)從T1的基極輸入信號，如果從C1輸出，為負號；從C2輸出為正號。

計算同雙入單出：

4.單端輸入單端輸出注意放大倍數(shù)的正負號：33

(1)差模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

差動放大器動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)

雙端輸出時：

單端輸出時：

(2)共模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

雙端輸出時：

單端輸出時：(1)差模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，34

(3)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。

單端輸出時，

雙端輸出時，

(4)輸出電阻(3)差模輸入電阻不論是單端輸入還35(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標。，或

雙端輸出時KCMR可認為等于無窮大，單端輸出時共模抑制比：(5)共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要36五.帶恒流源的差動放大電路

根據(jù)共模抑制比公式：恒流源的直流電流數(shù)值為IE3=(VZ

-VBE3)/Re

可以看出：加大Re，可以提高共模抑制比。為此可用恒流源T3來代替Re。恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。恒流源不影響差模放大倍數(shù)。恒流源使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比。理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無窮大的電阻，所以共模抑制比無窮大。恒流源的作用五.帶恒流源的差動放大電路根據(jù)共模抑制比公式37差動放大器實例差動放大器實例38例：擴音系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)功率放大器的作用：

用作放大電路的輸出級，以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。3.4功率放大器功率放大電壓放大信號提取3.4.1功率放大器例：擴音系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)功率放大器的作用：用作放大電路的輸出39一.功放電路的特點（2）功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:ICM、UCEM

、PCM。

ICMPCMUCEMIcuce（1）輸出功率Po盡可能大一.功放電路的特點（2）功放電路中電流、電壓要求都比較40(3)電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。(4)電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負載，減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（）。Pomax

:負載上得到的交流信號功率。PE：電源提供的直流功率。（5）功放管散熱和保護問題(3)電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真。(4)41二.幾種工作狀態(tài)

根據(jù)在正弦信號整個周期內(nèi)的導(dǎo)通情況，三極管可分為幾個工作狀態(tài)：乙類：導(dǎo)通角等于180°甲類：一個周期內(nèi)均導(dǎo)通甲乙類：導(dǎo)通角大于180°丙類：導(dǎo)通角小于180°二.幾種工作狀態(tài)根據(jù)在正弦信號整個周期內(nèi)的導(dǎo)通情況，三42一.結(jié)構(gòu)互補對稱：電路中采用兩個晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補對稱式射極輸出器ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLNPN型PNP型3.4.2乙類互補對稱功率放大電路

一.結(jié)構(gòu)互補對稱：電路中采用兩個晶體管：NPN、ui-43二、工作原理（設(shè)ui為正弦波）ic1ic2

靜態(tài)時：ui=0Vic1、ic2均=0（乙類工作狀態(tài)）

uo=0V動態(tài)時：ui

0VT1截止，T2導(dǎo)通ui>0VT1導(dǎo)通，T2截止iL=ic1

;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2注意：T1、T2兩個晶體管都只在半個周期內(nèi)工作。二、工作原理（設(shè)ui為正弦波）ic1ic2靜態(tài)時：44ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL輸入輸入波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL輸入輸入波形圖uiu45ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL(1)靜態(tài)電流ICQ、IBQ等于零；(2)每管導(dǎo)通時間為半個周期；(3)存在交越失真。

特點：ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL(1)靜態(tài)電流I46組合特性分析——圖解法負載上的最大不失真電壓為Vom=VCC-VCESvo=-vce組合特性分析——圖解法負載上的最大不失真電壓為Vom=VCC47（1）最大不失真輸出功率Pomax實際輸出功率Po圖解分析演示圖三、分析計算（1）最大不失真輸出功率Pomax實際輸出功率Po圖解分析演48單個管子在半個周期內(nèi)的管耗（2）管耗PT兩管管耗單個管子在半個周期內(nèi)的管耗（2）管耗PT兩管管耗49（3）電源供給的功率PE當(dāng)（4）效率（3）電源供給的功率PE當(dāng)（4）效率50四．三極管的最大管耗

問：Vom=？PT1最大,PT1max=？用PT1對Vom求導(dǎo)得出：PT1max發(fā)生在Vom=0.64VCC處。將Vom=0.64VCC代入PT1表達式：四．三極管的最大管耗問：Vom=？PT1最大,PT151選管條件1.PCMPT1max=0.2PoM2．選管條件1.PCMPT1max=0.2PoM2．52tuo交越失真uit+VCC-VCCuiiLRLT1T2A存在交越失真OCL電路乙類互補對稱功放的缺點tuo交越失真uit+VCC-VCCuiiLRLT153R1D1D2R2

靜態(tài)時:

T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航?，致使兩管均處于微弱?dǎo)通狀態(tài)——甲乙類工作狀態(tài)動態(tài)時：設(shè)ui加入正弦信號。正半周T2截止，T1基極電位進一步提高，進入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負半周T1截止，T2基極電位進一步提高，進入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。+VCC-VCCULuiiLRLT1T2電路中增加R1、D1、D2、R2支路1.基本原理

3.4.3甲乙類互補對稱功率放大電路一.甲乙類雙電源互補對稱電路R1D1D2R2靜態(tài)時:T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二54uB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特點：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時間大于半個周期，基本不失真。iCQuceUSC/REUSCIBQuB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特552.電路中增加復(fù)合管增加復(fù)合管的目的：擴大電流的驅(qū)動能力。cbeT1T2ibicbecibic1

2晶體管的類型由復(fù)合管中的第一支管子決定。cbeT1T2ibic復(fù)合NPN型復(fù)合PNP型becibic2.電路中增加復(fù)合管增加復(fù)合管的目的：擴大電流的驅(qū)動能力563.5放大電路中的反饋一.從一個例子說起——穩(wěn)定工作點電路輸入量：Vi、VBE、iB反饋——將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過程。3.5.1反饋的基本概念輸出量：VO、VCE、iC正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸TUBEICICUEIB3.5放大電路中的反饋一.從一個例子說起——穩(wěn)定工作點57二.幾個基本概念1.正向傳輸與反向傳輸電路中只有正向傳輸，沒有反向傳輸，稱為開環(huán)狀態(tài)。正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸信號的正向傳輸反向傳輸——信號從輸出端到輸入端的傳輸反饋傳輸(通路)（反饋網(wǎng)絡(luò)）信號的正向傳輸既有正向傳輸，又有反饋稱為閉環(huán)狀態(tài)。二.幾個基本概念1.正向傳輸與反向傳輸電路中只有正向傳58直流反饋——若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱直流反饋。2.直流反饋與交流反饋直流反饋電路中引入直流反饋的目的，一般是為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點Q。交流反饋——若電路將交流量反饋到輸入回路，則稱交流反饋。（如去掉電容Ce）交流反饋交流反饋，影響電路的交流工作性能。直流反饋——若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱直流反饋。2.59解：根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流，還是直流，或同時存在，來進行判別。例：判斷下圖中有哪些反饋回路，是交流反饋還是直流反饋。交流反饋交、直流反饋解：根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流，還是直流，或同時存在60例：基本放大器，無反饋，凈輸入量Vbe=Vi，電壓放大倍數(shù)為：3.負反饋與正反饋負反饋——輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小。引入反饋后，凈輸入量Vbe=Vi-Vf，電壓放大倍數(shù)為：可見，凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小，所以是負反饋。正反饋——輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量增加，放大倍數(shù)增加。=-

RLrbe+（1+）ReAu例：基本放大器，無反饋，凈輸入量Vbe=Vi，電壓放大倍數(shù)為61本級反饋——反饋只存在于某一級放大器中級間反饋——反饋存在于兩級以上的放大器中例反饋通路本級反饋通路級間反饋通路4.本級反饋與級間反饋本級反饋——反饋只存在于某一級放大器中級間反饋——反饋存在62基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F放大：迭加：1.方框圖：A稱為開環(huán)放大倍數(shù)+–反饋：AF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)AF=Xo/Xi輸出信號輸入信號反饋信號差值信號負反饋放大器F稱為反饋系數(shù)設(shè)Xf與Xi同相三.負反饋放大電路的方框圖基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)放大：迭加：1.方框圖：A稱為開環(huán)放大632.負反饋放大器的一般關(guān)系閉環(huán)放大倍數(shù)：放大：反饋：迭加：AF=Xo/Xi=Xo/(Xd+Xf)=Xo/(+XoF)=XoA11A+F=A1+AF2.負反饋放大器的一般關(guān)系閉環(huán)放大倍數(shù)：放大：反饋：迭加：643.關(guān)于反饋深度的討論一般負反饋稱為反饋深度深度負反饋正反饋自激振蕩3.關(guān)于反饋深度的討論一般負反饋稱為反饋深度深度負反饋正反65四、負反饋放大器的四種類型負反饋類型有四種組態(tài):電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋四、負反饋放大器的四種類型負反饋類型有四種組態(tài):661.電壓串聯(lián)負反饋因為反饋電壓：從輸入端看，有：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負反饋vd=vi-vF故為串聯(lián)負反饋。用“瞬時極性法”判斷反饋極性：

假設(shè)某一瞬時，在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號，按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。1.電壓串聯(lián)負反饋因為反饋電壓：從輸入端看，有：根據(jù)瞬時極67分立電路電壓串聯(lián)負反饋RLvOvFvd(vbe)

vO電壓負反饋的特性——穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定過程：負載變化時，輸出電壓穩(wěn)定——輸出電阻↓分立電路電壓串聯(lián)負反饋RLvOvFvd(vbe)v682.電壓并聯(lián)負反饋

因為反饋電流：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負反饋id=ii-iF從輸入端看有：反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。故為并聯(lián)負反饋。2.電壓并聯(lián)負反饋因為反饋電流：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，69分立電路電壓并聯(lián)負反饋+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負反饋id=ii-iF在輸入端有故為并聯(lián)負反饋。

因為反饋電流：分立電路電壓并聯(lián)負反饋+UCCRCC2C1Rfuiuoibi703.電流并聯(lián)負反饋

因為反饋電流：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電流串聯(lián)負反饋又因為在輸入端有:id=iI-iF反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為并聯(lián)負反饋。3.電流并聯(lián)負反饋因為反饋電流：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，71分立電路組成的電流并聯(lián)負反饋引入電流負反饋的目的——穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：負載變化時，輸出電流穩(wěn)定——輸出電阻↑RLiOiFidiO分立電路組成的電流并聯(lián)負反饋引入電流負反饋的目的——穩(wěn)定輸出72

4.電流串聯(lián)負反饋

因為反饋電壓：Uf=ioRf根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電流串聯(lián)負反饋vd=vi-vF又因為在輸入端有反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為串聯(lián)負反饋。4.電流串聯(lián)負反饋因為反饋電壓：Uf=ioRf根據(jù)瞬時極73分立電路組成的電流串聯(lián)負反饋IOvFvdIO引入電流負反饋的目的——穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：負載變化時，輸出電流穩(wěn)定——輸出電阻↑RL分立電路組成的電流串聯(lián)負反饋IOvFvdIO74

五.反饋類型及判別方法總結(jié)1.直流反饋與交流反饋——注意電容的“隔直通交”作用

例題1:試判斷下圖電路中有哪些反饋支路，各是直流反饋還是交流反饋？五.反饋類型及判別方法總結(jié)1.直流反饋與交流反饋——注意電752.反饋極性：正反饋與負反饋判定方法——“瞬時極性法”例題2:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。2.反饋極性：正反饋與負反饋判定方法——“瞬時極性法”例題276第三章--集成運算放大器-《工業(yè)電子學(xué)》課件773.取樣方式——電壓反饋與電流反饋假設(shè)輸出端交流短路（RL=0），即UO=0，若反饋信號消失了，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例。判斷方法——輸出短路法：電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。3.取樣方式——電壓反饋與電流反饋假設(shè)輸出端78例題3:試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。例題3:試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。79第三章--集成運算放大器-《工業(yè)電子學(xué)》課件80

4.比較方式——串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個電極。有：

此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。

對于運算放大器來說，反饋信號與輸入信號同時加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個加在同相輸入端一個加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。

對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極。有：

vd=vi-vFid=iI+iF4.比較方式——串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入81例題4:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。例題4:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。82第三章--集成運算放大器-《工業(yè)電子學(xué)》課件83

例題:回答下列問題。

1.若要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋,

Rf應(yīng)接向何處?2.要實現(xiàn)串聯(lián)電壓負反饋,運放的輸入端極性如何確定？例題:回答下列問題。1.若要843.5.2負反饋對放大電路性能的影響

提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真擴展頻帶改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中引入負反饋

降低了放大倍數(shù)

使放大器的性能得以改善：3.5.2負反饋對放大電路性能的影響提高增益的穩(wěn)定性85一.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF倍另一方面:在深度負反饋條件下

即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。一.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對862.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前加反饋后AF+–失真改善uouo2.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前873.擴展放大器的通頻帶放大電路加入負反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。

無反饋時放大器的通頻帶：fbw=fH－fLfH有反饋時放大器的通頻帶：fbwf=fHf－fLffHf可以證明：fbwf=(1+AF)fbw放大器的一個重要特性：增益與通頻帶之積為常數(shù)。即：Amf×fbwf=Am×fbw3.擴展放大器的通頻帶放大電路加入負反饋后，增益884.負反饋對輸入電阻的影響

(1)串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加

無反饋時：

有反饋時：4.負反饋對輸入電阻的影響(1)串聯(lián)負反89(2)并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小

無反饋時：

有反饋時：(2)并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小無反饋時：有反905.負反饋對輸出電阻的影響

電壓負反饋→穩(wěn)定輸出電壓（當(dāng)負載變化時）→恒壓源→輸出電阻小。(1)電壓負反饋使輸出電阻減小

電流負反饋→穩(wěn)定輸出電流（當(dāng)負載變化時）→恒流源→輸出電阻大。(2)電流負反饋使輸出電阻提高5.負反饋對輸出電阻的影響電壓負反饋→穩(wěn)定輸出電壓91為改善性能引入負反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引直流負反饋要穩(wěn)定交流量——引交流負反饋要穩(wěn)定輸出電壓——引電壓負反饋要穩(wěn)定輸出電流——引電流負反饋要增大輸入電阻——引串聯(lián)負反饋要減小輸入電阻——引并聯(lián)負反饋為改善性能引入負反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引直流負反饋923.6集成運算放大器的線性應(yīng)用3.6.1概述1.運放的電壓傳輸特性：設(shè)：電源電壓±VCC=±10V。運放的AVO=104│Ui│≤1mV時，運放處于線性區(qū)。AVO越大，線性區(qū)越小，當(dāng)AVO→∞時，線性區(qū)→03.6集成運算放大器的線性應(yīng)用3.6.1概述1.運放932.理想運算放大器：開環(huán)電壓放大倍數(shù)AV0=∞差摸輸入電阻Rid=∞輸出電阻R0=0為了擴大運放的線性區(qū)，給運放電路引入負反饋：理想運放工作在線性區(qū)的條件：電路中有負反饋！運放工作在線性區(qū)的分析方法：虛短（U+=U-）虛斷（ii+=ii-=0）3.線性區(qū)2.理想運算放大器：開環(huán)電壓放大倍數(shù)AV0=∞為了擴大運放944.非線性區(qū)（正、負飽和輸出狀態(tài)）運放工作在非線性區(qū)的條件：電路中開環(huán)工作或引入正反饋！運放工作在非線性區(qū)的分析方法在后面討論4.非線性區(qū)（正、負飽和輸出狀態(tài)）運放工作在非線性區(qū)的條件95一比例運算電路1.反相比例運算_++RfR1RPuiuoi1iFii-ii+虛地點i1=iF（虛斷）因為有負反饋，利用虛短和虛斷u+

=0

u－=u+=0（虛地）平衡電阻(使輸入端對地的靜態(tài)電阻相等):RP=R1//RFf電壓放大倍數(shù):if反饋方式：電壓并聯(lián)負反饋3.6.2基本運算電路一比例運算電路1.反相比例運算_++RfR1RPuiu96_++RfR1RPuiuoi1i2ib-ib+例題1.R1=10k,RF=20k,ui=-1V。求:uo、Ri，RP應(yīng)為多大？Au=-（Rf/R1）=-20/10=-2特點：共模輸入電壓=0（u－=u+=0）缺點：輸入電阻?。?/p>

Ri=R1）uo=Auui=(-2)(-1)=2V，Ri=R1RP=R1//Rf=10//20=6.7k_++RfR1RPuiuoi1i2ib-ib+例題1.97采用T型反饋網(wǎng)絡(luò)的反相比例電路目的：在高比例系數(shù)時，為避免RF阻值太大。分析：u+=u-=0（虛短）i1=i2（虛斷）采用T型反饋網(wǎng)絡(luò)的反相比例電路目的：在高比例系數(shù)時，為避免R982.同相比例運算放大器u-=u+=ui_++RfR1RPuiuoiFi1Au=1+RfR1i1=iF（虛斷）RP=Rf//RFf1f1)因為有負反饋，利用虛短和虛斷反饋方式：電壓串聯(lián)負反饋2.同相比例運算放大器u-=u+=ui_++RfR99_++RfR1RPuiuoiFif例題2.R1=10k,Rf=20k,ui=-1V。求:uo，RP應(yīng)為多大？uo=Auui=(3)(-1)=-3VRP=Rf//R1=10//20=6.7kAu=1+=1+20/10=3RfR1特點：輸入電阻(高)_++RfR1RPuiuoiFif例題2.R1=10k100_++RFRfRPuiuoAu=1+RFRf當(dāng)RF=0時,Au=1uo=ui3.電壓跟隨器此電路是同相比例運算的特殊情況，輸入電阻大，輸出電阻小。在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。_++RFRfRPuiuoAu=1+RFRf當(dāng)RF=0時1011.反相求和運算：_++RfR1R2ui2uoRPui1i1i2iF虛地uo=-(ui1

R1Rf+ui2

R2Rf)若R1=R2=R,

uo=-(ui1

R

Rf+ui2

)取RP=R1//R2//Rfuo_++RFR1RPuii1+i2=iFui1

R1=ui2

R2+-uo

Rf二求和電路1.反相求和運算：_++RfR1R2ui2uoRPui1022.同相求和運算：Au=RfR11+uo=Auu+=()(+)RfR11+R3R2+R3ui1R2R2+R3ui2取R2//R3=R1//Rf當(dāng)R2=R3時,uo=()(ui1+ui2)RfR11+12R1Rf++u

i1uoR2R3ui2-u+_++RfR1RPuiuo2.同相求和運算：Au=RfR11+u103三.減法運算電路1、利用加法器vi2-vi1=vi2+(-vi1)反相器（-1）三.減法運算電路1、利用加法器vi2-vi1=vi2+104疊加定理2、差動減法器Vi1作用Vi2作用

綜合：疊加定理2、差動減法器Vi1作用Vi2作用綜合：1051.積分電路三積分和微分電路iiCu

i-++RRPCuouc1.積分電路三積分和微分電路iiCui-++RRPC106反相積分器：如果ui=直流電壓U,輸出將反相積分，經(jīng)過一定的時間后輸出飽和。tui0Utuo0-UomTM積分時限=–tURC設(shè)Uom=15V,U=+3V,R=10k,C=1F=0.05秒反相積分器：如果ui=直流電壓U,輸出將反相積分，經(jīng)過一定107練習(xí):畫出在給定輸入波形作用下積分器的輸出波形。(a)階躍輸入信號(b)方波輸入信號積分器的輸入和輸出波形圖練習(xí):畫出在(a)階躍輸入信號(b)方波輸入信號積分器的108應(yīng)用舉例：輸入方波，輸出是三角波。tui0tuo0應(yīng)用舉例：輸入方波，輸出是三角波。tui0tuo01092.微分電路：u-=u+=0ui－++uoRR2i1iFC2.微分電路：u-=u+=0ui－++uoRR2i110tui0tuo0例：,求uo。ui－++uoRR2i1iFC90°tui0tuo0例：,求uo。ui－++uoRR2i1iF111(一)對數(shù)電路四對數(shù)和反對數(shù)運算電路利用PN結(jié)的指數(shù)特性實現(xiàn)對數(shù)運算(一)對數(shù)電路四對數(shù)和反對數(shù)運算電路利用PN結(jié)的指數(shù)特112(二)反對數(shù)（指數(shù)）電路(二)反對數(shù)（指數(shù)）電路113有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。濾波器的功能：對頻率進行選擇,過濾掉噪聲和干擾信號，保留下有用信號。

濾波器的分類：低通濾波器（LPF）高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF）3.6.3有源濾波器有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應(yīng)濾1141.一階有源低通濾波器傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)中出現(xiàn)S的一次項,故稱為一階濾波器RR1RFC+-+1.一階有源低通濾波器傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)中出現(xiàn)S的一次項,故115幅頻特性：相頻特性：RR1RFC+-+幅頻特性及幅頻特性曲線01+RF/R10.707(1+RF/R1)0傳遞函數(shù)RC幅頻特性：相頻特性：RR1RFC+-+幅頻特性及幅頻特性曲線1161、時：有放大作用3、運放輸出，帶負載能力強。2、時：幅頻特性與一階無源低通濾波器類似電路特點:1、時：有放大作用3、運放輸出，帶負載能力強。2、時：幅頻特1172.二階有源低通濾波器RR1RFC+-+CRVN2.二階有源低通濾波器RR1RFC+-+CRVN118通常有C1=C2=C，聯(lián)立求解以上三式，可得濾波器的傳遞函數(shù)通常有C1=C2=C，聯(lián)立求解以上三式，可得濾波器的傳遞函數(shù)119

將s換成jω，令可得當(dāng)時，上式分母的模解得截止頻率將s換成jω，令可得當(dāng)時，上式分母的模解得截止頻率1203.7.1電壓比較器

將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。功能：特性：運放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。

3.7集成運算放大器的其它應(yīng)用3.7.1電壓比較器將一個模擬電壓信號與一參考電壓相比較1211.運放工作在非線性狀態(tài)的判定：電路開環(huán)或引入正反饋。運放工作在非線性狀態(tài)基本分析方法2.運放工作在非線性狀態(tài)的分析方法：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷（運放輸入端電流=0）

注意：此時不能用虛短！1.運放工作在非線性狀態(tài)的判定：電路開環(huán)或引入正反饋。運放122uoui0+UOM-UOM++uoui1.過零比較器:（門限電平=0）++uouiuoui0+UOM-UOM一.單門限電壓比較器uoui0+UOM-UOM++uoui1.過零比較器:123++uouituituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲ā?+uouituituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器1242.單門限比較器（與參考電壓比較）++uouiUREFuoui0+Uom-UomUREFUREF為參考電壓當(dāng)ui>UREF時,uo=+Uom當(dāng)ui<UREF時,uo=-Uom

運放處于開環(huán)狀態(tài)2.單門限比較器（與參考電壓比較）++uouiUREFu125++uouiUREFuoui0+Uom-UomUREF當(dāng)ui<UREF時,uo=+Uom當(dāng)ui>UREF時,uo=-Uom

若ui從反相端輸入++uouiUREFuoui0+Uom-UomUREF當(dāng)ui126++uiuoui0+UZ-UZ用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓uoUZuoui0+UOM-UOM++uoui忽略了UD3.限幅電路——使輸出電壓穩(wěn)定++uiuoui0+UZ-UZ用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓uoUZ127穩(wěn)幅電路的另一種形式：將雙向穩(wěn)壓管接在負反饋回路上++uiuoUZR′R_uoui0+UZ-UZ穩(wěn)幅電路的另一種形式：++uiuoUZR′R_uoui0128二.遲滯比較器1.遲滯比較器特點:電路中使用正反饋。1、因為有正反饋，所以輸出飽和。2、當(dāng)uo正飽和時(uo=+UOM)：+om211+UURRRUT=+=3、當(dāng)uo負飽和時(uo=-UOM)：-om211+UURRRUT=+-=－++uoRR2R1uiU+二.遲滯比較器1.遲滯比較器特點:電路中使用正反饋。1、因129－++uoRR2R1uiU+遲滯比較器uoui0+Uom-UomUT+UT-設(shè)ui

,當(dāng)ui=<UT-,

uo從-UOM+UOM這時,uo=-UOM,U+=UT-設(shè)初始值:

uo=+UOM,U+=UT+設(shè)ui,當(dāng)ui=>UT+,

uo從+UOM-UOM－++uoRR2R1uiU+遲滯比較器uoui0+Uom-U130傳輸特性uoui0+Uom-UomUT+UT-UT+上門限電壓UT-下門限電壓UT+-UT-稱為回差om211URRR+=+UTom211URRR+=--UT傳輸特性uoui0+Uom-UomUT+UT-UT+上門限電131tuiUT+UT-tuoUom-Uom例:設(shè)輸入為正弦波,畫出輸出的波形。－++uoRR2R1uiU+tuiUT+UT-tuoUom-Uom例:設(shè)輸入為正弦波,132加上參考電壓后的遲滯比較器：上下限：uoui0UT-UT+傳輸特性+UZ-UZ加上參考電壓后的遲滯比較器：上下限：uoui0UT-UT+傳133例題：R1=10k，R2=10k，UZ=6V，UR=10V。當(dāng)輸入ui為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。上下限：例題：R1=10k，R2=10k，UZ=6V，UR1343V8Vuiuo+UZ-UZ3V8Vuiuo+UZ-UZ135第三章集成運算放大器

一.集成運放的總體結(jié)構(gòu)

3.1概述第三章集成運算放大器一.集成運放的總體結(jié)構(gòu)3.1136

二.簡單的集成運放二.簡單的集成運放137＋－u-－u+uo集成運算放大器符號－＋＋∞反相輸入端u－同相輸入端u+輸出端uo國際符號：國內(nèi)符號：集成運放的特點：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻?。璾-－u+uo集成運算放大器符號－＋＋∞反138

1.輸入失調(diào)電壓Vio

輸入電壓為零時，將輸出電壓除以電壓增益，即為折算到輸入端的失調(diào)電壓。是表征運放內(nèi)部電路對稱性的指標。三.集成運算放大器的主要參數(shù)2.輸入失調(diào)電壓溫漂

dVio/dT在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。1.輸入失調(diào)電壓Vio三.集成運算放大器139

4.輸入失調(diào)電流

Iio：在零輸入時，差分輸入級的差分對管基極電流之差，用于表征差分級輸入電流不對稱的程度。

3.輸入偏置電流IB：輸入電壓為零時，運放兩個輸入端偏置電流的平均值，用于衡量差分放大對管輸入電流的大小。5.輸入失調(diào)電流溫漂dIio/dT

在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電流隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。4.輸入失調(diào)電流Iio：3.輸入偏置電流IB140

6.最大差模輸入電壓Vidmax

7.最大共模輸入電壓Vicmax

運放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓，超過此電壓時,差分管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。在保證運放正常工作條件下，共模輸入電壓的允許范圍。共模電壓超過此值時，輸入差分對管出現(xiàn)飽和，放大器失去共模抑制能力。6.最大差模輸入電壓Vidmax7.最大共模輸入電壓V141

8.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)

Aod

：

無反饋時的差模電壓增益。一般Aod在100～120dB左右，高增益運放可達140dB以上。

9.差模輸入電阻rid

：

雙極型管輸入級約為105～106歐姆，場效應(yīng)管輸入級可達109歐姆以上。

10.共模抑制比

KCMR

：

KCMR=20lg(Avd/Avc)

(dB)其典型值在80dB以上，性能好的高達180dB。8.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：142

11.-3dB帶寬

fH：運放的差模電壓放大倍數(shù)在高頻段下降3dB所定義的帶寬fH。

12.轉(zhuǎn)換速率SR(壓擺率)：反映運放對于快速變化的輸入信號的響應(yīng)能力。轉(zhuǎn)換速率SR的表達式為

11.-3dB帶寬fH：143運算放大器外形圖運算放大器外形圖144運算放大器外形圖運算放大器外形圖145

為滿足實際使用中對集成運放性能的特殊要求，除性能指標比較適中的通用型運放外，還有適應(yīng)不同需要的專用型集成運放。它們在某些技術(shù)指標上比較突出。根據(jù)運算放大器的技術(shù)指標可以對其進行分類，主要有通用、高速、寬帶、高精度、高輸入電阻和低功耗等幾種。四.各類集成運放的性能特點為滿足實際使用中對集成運放性能的特殊要求，除146

1.高速型和寬帶型

用于寬頻帶放大器，高速A/D、D/A，高速數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)。這種運放的單位增益帶寬和壓擺率的指標均較高。例如：CF2520/2525AD9620AD9618

OP37

CF357

1.高速型和寬帶型用于寬頻帶放大器，高速A147

2.高精度(低漂移型）

用于精密儀表放大器，精密測試系統(tǒng)，精密傳感器信號變送器等。例如：OP177

CF714

2.高精度(低漂移型）用于精密儀表放大器148

3.高輸入阻抗型

用于測量設(shè)備及采樣保持電路中。

例如：AD549

CF155/255/355

3.高輸入阻抗型用于測量設(shè)備及采樣保持電路中。1494.低功耗型

用于空間技術(shù)和生物科學(xué)研究中，工作于較低電壓下，工作電流微弱。例如：OP22正常工作靜態(tài)功耗可低至36

W。OP290在0.8

V電壓下工作，功耗為24W。CF7612在5

V電壓下工作，功耗為50W。4.低功耗型用于空間技術(shù)和生物科學(xué)研究中，工1505.功率型

這種運放的輸出功率可達1W以上，輸出電流可達幾個安培以上。例如：LM12

TP1465

TP14655.功率型這種運放的輸出功率可達1W以151

3.2集成放大電路的特點集成運算放大器——高增益的直接耦合的集成的多級放大器。（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特別有利于實現(xiàn)需要對稱結(jié)構(gòu)的電路。（2）集成電路的芯片面積小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。（3）不易制造大電阻。需要大電阻時，往往使用有源負載。（4）只能制作幾十pF以下的小電容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大電容，只有外接。（5）不能制造電感，如需電感，也只能外接。3.2集成放大電路的特點（1）元器件具有良好的一致性和同向152直耦放大電路的特殊問題——零點漂移零漂現(xiàn)象：：溫漂指標：產(chǎn)生零漂的原因:由溫度變化引起的。輸入Vi=0時，，輸出有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。直耦放大電路的特殊問題——零點漂移零漂現(xiàn)象：：溫漂指標：產(chǎn)生153例如若第一級漂了100uV，則輸出漂移1V。若第二級也漂了100uV，則輸出漂移10mV。假設(shè)

第一級是關(guān)鍵3.減小零漂的措施用非線性元件進行溫度補償采用差分式放大電路漂了100uV漂移10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV例如若第一級漂了100uV，則輸出漂移1V。1543.3差動放大電路一.結(jié)構(gòu):對稱性結(jié)構(gòu)即：1=2=

VBE1=VBE2=VBE

rbe1=rbe2=rbe

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb3.3差動放大電路一.結(jié)構(gòu):對稱性結(jié)構(gòu)即：1=2=155

1.差動放大電路一般有兩個輸入端：雙端輸入——從兩輸入端同時加信號。單端輸入——僅從一個輸入端對地加信號。

2.差分放大電路可以有兩個輸出端，一個是集電極C1，另一個是集電極C2。雙端輸出——從C1和C2輸出。單端輸出——從C1或C2

對地輸出。二.幾個基本概念12/11/20221.差動放大電路一般有兩個輸入端：2.差分放大電路可1563.差模信號與共模信號差模信號：共模信號：差模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓4.共模抑制比3.差模信號與共模信號差模信號：共模信號：差模電壓增益157三.差動放大電路的基本工作原理

1.靜態(tài)工作點的計算：

忽略Ib，有：Vb1=Vb2=0V三.差動放大電路的基本工作原理1.靜態(tài)工作1582.抑制零漂的原理:vo=vC1-vC2

=0vo=(vC1+

vC1

)-(vC2+

vC2)=0當(dāng)vi1

=

vi2

=0時，當(dāng)溫度變化時：vC1=vC2

vC1=

vC22.抑制零漂的原理:vo=vC1-vC2=0vo159(1)加入差模信號設(shè)：vi1=-vi2=vid/2，vic=0。3.電路的動態(tài)分析

Re對差模信號相當(dāng)于短路設(shè)vi1,vi2ib1,ib2ie1,ie2ie1=-ie2

IRe不變

VE不變(1)加入差模信號設(shè)：vi1=-vi2=vid/2，vi160其等效電路為：因為vi1=-vi2設(shè)vi1,vi2

vo1,vo2。由于電路對稱

│vo1│

=│vo2│

vo=vo1–vo2=-2vo1

差模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻其等效電路為：因為vi1=-vi2設(shè)vi1,vi2161(1)加入共模信號設(shè)：vi1=vi2=vic，vid=0。設(shè)vi1，vi2，使vo1vo2。因vi1=vi2，

vo1=vo2

vo=0(理想化)。共模電壓放大倍數(shù)(1)加入共模信號設(shè)：vi1=vi2=vic，vid=0162四.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:

1.雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出）2.雙端輸入、單端輸出（雙入單出）3.單端輸入、雙端輸出（單入雙出）4.單端輸入、單端輸出（單入單出）主要討論的問題有：

差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻四.差動放大器的輸入輸出方式差動放大器共有四種輸入輸1631.雙端輸入雙端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）共模電壓放大倍數(shù)（3）差模輸入電阻（4）輸出電阻1.雙端輸入雙端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)（2）共模電壓放1642.雙端輸入單端輸出

這種方式適用于將差分信號轉(zhuǎn)換為單端輸出的信號。(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）差模輸入電阻（3）輸出電阻2.雙端輸入單端輸出這種方式適用于將(1)165（4）共模電壓放大倍數(shù)共模等效電路：（4）共模電壓放大倍數(shù)共模等效電路：166

3.單端輸入雙端輸出

單端輸入等效雙端輸入:

vi1=－vi2=vi/2

計算同雙端輸入雙端輸出：3.單端輸入雙端輸出單端輸入等效雙端輸入:vi1674.單端輸入單端輸出

注意放大倍數(shù)的正負號：設(shè)從T1的基極輸入信號，如果從C1輸出，為負號；從C2輸出為正號。

計算同雙入單出：

4.單端輸入單端輸出注意放大倍數(shù)的正負號：168

(1)差模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

差動放大器動態(tài)參數(shù)計算總結(jié)

雙端輸出時：

單端輸出時：

(2)共模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

雙端輸出時：

單端輸出時：(1)差模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，169

(3)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。

單端輸出時，

雙端輸出時，

(4)輸出電阻(3)差模輸入電阻不論是單端輸入還170(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標。，或

雙端輸出時KCMR可認為等于無窮大，單端輸出時共模抑制比：(5)共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要171五.帶恒流源的差動放大電路

根據(jù)共模抑制比公式：恒流源的直流電流數(shù)值為IE3=(VZ

-VBE3)/Re

可以看出：加大Re，可以提高共模抑制比。為此可用恒流源T3來代替Re。恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。恒流源不影響差模放大倍數(shù)。恒流源使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比。理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無窮大的電阻，所以共模抑制比無窮大。恒流源的作用五.帶恒流源的差動放大電路根據(jù)共模抑制比公式172差動放大器實例差動放大器實例173例：擴音系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)功率放大器的作用：

用作放大電路的輸出級，以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。3.4功率放大器功率放大電壓放大信號提取3.4.1功率放大器例：擴音