模擬電子技術(shù)第3章集成運(yùn)算放大器在半導(dǎo)體器件制造工藝的基礎(chǔ)上，將電路中的元器件（雙極型三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、二極管和電阻等）制作在一片硅片上，構(gòu)成具有特定功能的電子線路，稱為集成電路。集成電路體積小、性能好。集成電路按組成器件可分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和模擬/數(shù)字混合集成電路。模擬集成電路種類繁多，按其功能可分為運(yùn)算放大器、功率放大器、模擬乘法器、模擬鎖相環(huán)、穩(wěn)壓電源和模擬可編程器件等。與分立元件構(gòu)成的電路相比，模擬集成電路具有以下特點(diǎn)：（1）易于制造相對(duì)精度高的器件，可以保證電路中元件的對(duì)稱性；

（2）電路中的電阻元件由半導(dǎo)體的體電阻構(gòu)成；

（3）在一些場(chǎng)合用有源器件代替無(wú)源器件；

（4）級(jí)間采用直接耦合方式。集成運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱運(yùn)放）是一個(gè)直接耦合的高電壓放大倍數(shù)多級(jí)放大電路。它是模擬集成電路中最重要的品種，廣泛應(yīng)用于各種電子電路中。它能夠放大直流至一定頻率范圍的交流電壓。早期的運(yùn)算放大器主要用來(lái)完成加、減、微分、積分、對(duì)數(shù)和指數(shù)等數(shù)學(xué)運(yùn)算，其名稱即由此而來(lái)。運(yùn)放發(fā)展至今，已能夠?qū)崿F(xiàn)線性和非線性等多種功能，其應(yīng)用范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出數(shù)學(xué)運(yùn)算范圍，同時(shí)運(yùn)放也是其他一些模擬集成電路的重要組成部分，這使得運(yùn)放成為實(shí)用性很強(qiáng)的基本單元電路。集成運(yùn)算放大器封裝形式很多，常見(jiàn)的如圖3.0.1所示。圖3.0.1集成電路封裝形式3.1集成運(yùn)算放大器概述

3.1.1運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)

集成運(yùn)算放大器是一個(gè)高電壓放大倍數(shù)直接耦合放大電路，它的方框圖如圖3.1.1所示。圖3.1.1運(yùn)算放大器方框圖（1）輸入級(jí)要使用高性能的差分放大電路，它必須對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制力，而且采用雙端輸入、雙端輸出的形式。

（2）中間放大級(jí)要提供較高的電壓放大倍數(shù)，以保證運(yùn)放的運(yùn)算精度。中間級(jí)的電路形式多為差分電路和帶有源負(fù)載的高電壓放大倍數(shù)放大器。

（3）互補(bǔ)輸出級(jí)由PNP和NPN兩種極性的三極管或復(fù)合管組成，以獲得正負(fù)雙極性的輸出電壓或電流。具體電路參閱功率放大器。

（4）偏置電流源可提供穩(wěn)定的幾乎不隨溫度而變化的偏置電流，以穩(wěn)定工作點(diǎn)。1.運(yùn)算放大器的引線

運(yùn)算放大器的符號(hào)中有三個(gè)引線端，兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。一個(gè)稱為同相輸入端，即該端輸入信號(hào)變化的極性與輸出端相同，用符號(hào)“+”或“IN+”表示，該端的電壓記為u+；另一個(gè)稱為反相輸入端，即該端輸入信號(hào)變化的極性與輸出端相異，用符號(hào)“－”或“IN－”表示，該端的電壓記為u－。輸出端一般畫(huà)在輸入端的另一側(cè)，在符號(hào)邊框內(nèi)標(biāo)有“+”號(hào)，該端的電壓記為uo。實(shí)際的集成運(yùn)算放大器在工作時(shí)通常須要有正、負(fù)直流電源供電，有的芯片還有補(bǔ)償端和調(diào)零端。2.運(yùn)算放大器的符號(hào)和型號(hào)

1）集成運(yùn)算放大器的符號(hào)

集成運(yùn)算放大器的符號(hào)如圖3.1.2所示。圖3.1.2模擬集成放大器的符號(hào)(a)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)；(b)原符號(hào)2）集成運(yùn)算放大器的命名

集成運(yùn)算放大器的命名規(guī)則如下：其他類似的器件如：集成功率放大器的型號(hào)命名為CD－－－－，集成穩(wěn)壓器的型號(hào)命名為CW－－－－。3.1.2運(yùn)算放大器的主要指標(biāo)

運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)很多，其中部分指標(biāo)與差分放大器和功率放大器相同，另一部分指標(biāo)是根據(jù)運(yùn)算放大器本身的特點(diǎn)而設(shè)立的。通用型運(yùn)算放大器的各種參數(shù)均比較適中，特種運(yùn)算放大器的某些技術(shù)指標(biāo)很高。1.靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)

運(yùn)算放大器的靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)包括以下幾種。

1）輸入失調(diào)電壓UIO

一個(gè)理想的集成運(yùn)放，當(dāng)輸入電壓為0時(shí)，輸出電壓也應(yīng)為0（不加調(diào)零裝置）。但實(shí)際上，集成運(yùn)放的差分輸入級(jí)很難做到完全對(duì)稱，通常在輸入電壓為0時(shí)，存在一定的輸出電壓。輸入失調(diào)電壓是指為了使輸出電壓為0而在輸入端加的補(bǔ)償電壓。實(shí)際上是指輸入電壓為0時(shí)，將輸出電壓除以電壓放大倍數(shù)，折算到輸入端的數(shù)值稱為輸入失調(diào)電壓，即

UIO的大小反應(yīng)了運(yùn)放的對(duì)稱程度和電位配合情況。UIO越小越好，其量級(jí)在2~20mV之間，超低失調(diào)和低漂移運(yùn)放的UIO在1~20μV之間。2）輸入失調(diào)電流IIO

當(dāng)輸出電壓為0時(shí)，差分輸入級(jí)的差分對(duì)管基極的靜態(tài)電流之差稱為輸入失調(diào)電流IIO，即

IIO=|IB1－IB2|

由于信號(hào)源內(nèi)阻的存在，IIO的變化會(huì)引起輸入電壓的變化，使運(yùn)放輸出電壓不為0。IIO越小，輸入級(jí)差分對(duì)管的對(duì)稱程度越好，一般IIO約為1nA~0.1μA。3）輸入偏置電流IIB

集成運(yùn)放輸出電壓為0時(shí)，運(yùn)放兩個(gè)輸入端靜態(tài)偏置電流的平均值定義為輸入偏置電流，即

IIB=(IB1+IB2)

從使用角度來(lái)看，偏置電流越小越好，由于信號(hào)源內(nèi)阻變化引起的輸出電壓變化也越小，故輸入偏置電流是重要的技術(shù)指標(biāo)。一般IIB約為1nA~0.1μA。4）輸入失調(diào)電壓溫漂ΔUIO/ΔT

輸入失調(diào)電壓溫漂是指在規(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的比值，它是衡量電路溫漂的重要指標(biāo)，不能用外接調(diào)零裝置的辦法來(lái)補(bǔ)償。輸入失調(diào)電壓溫漂越小越好。一般的運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓溫漂在±(1～20)μV/℃之間。5）輸入失調(diào)電流溫漂ΔIIO/ΔT

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稱為輸入失調(diào)電流溫漂。輸入失調(diào)電流溫漂是放大電路電流漂移的量度，不能用外接調(diào)零裝置來(lái)補(bǔ)償。高質(zhì)量運(yùn)放的輸入失調(diào)電流溫漂可達(dá)幾個(gè)皮安每度。6）最大差模輸入電壓Uidmax

最大差模輸入電壓Uidmax是指運(yùn)放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓。超過(guò)此電壓，運(yùn)放輸入級(jí)對(duì)管將進(jìn)入非線性區(qū)，而使運(yùn)放的性能顯著惡化，甚至造成損壞。利用平面工藝制成的NPN管的Uidmax約為±5V左右，而橫向BJT的Uidmax可達(dá)±30V以上。7）最大共模輸入電壓Uicmax

最大共模輸入電壓Uicmax是指在保證運(yùn)放正常工作條件下，運(yùn)放所能承受的最大共模輸入電壓。共模電壓超過(guò)此值時(shí)，輸入差分對(duì)管的工作點(diǎn)進(jìn)入非線性區(qū)，放大器失去共模抑制能力，共模抑制比顯著下降。

最大共模輸入電壓Uicmax定義為標(biāo)稱電源電壓下將運(yùn)放接成電壓跟隨器時(shí)，使輸出電壓產(chǎn)生1％跟隨誤差的共模

輸入電壓值；或定義為KCMR下降6dB時(shí)所加的共模輸入電壓值。2.動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)

運(yùn)算放大器的動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)包括以下幾種。

1）開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aud

開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aud是指集成運(yùn)放工作在線性區(qū)、接入規(guī)定的負(fù)載，輸出電壓的變化量與運(yùn)放輸入端口處的輸入電壓的變化量之比。運(yùn)放的Aud在60～120dB之間。不同功能的運(yùn)放，Aud相差懸殊。2）差模輸入電阻rid

差模輸入電阻rid是指輸入差模信號(hào)時(shí)運(yùn)放的輸入電阻。rid越大，對(duì)信號(hào)源的影響越小。運(yùn)放的rid一般都在幾十萬(wàn)歐以上。

3）共模抑制比KCMR

運(yùn)放共模抑制比KCMR的定義與差分放大電路中的定義相同，是差模電壓放大倍數(shù)與共模

電壓放大倍數(shù)之比，常用分貝數(shù)來(lái)表示。不同功能的運(yùn)放，KCMR也不相同，有的在60～70dB之間，有的高達(dá)

180dB。KCMR越大，對(duì)共模干擾的抑制能力越強(qiáng)。4）開(kāi)環(huán)帶寬BW

開(kāi)環(huán)帶寬又稱－3dB帶寬，是指運(yùn)算放大器的差模電壓放大倍數(shù)Aud在高頻段下降3dB所對(duì)應(yīng)的頻率fH。

5）單位電壓放大倍數(shù)帶寬BWG（fT）

單位電壓放大倍數(shù)帶寬BWG是指信號(hào)頻率增加，使

Aud下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率fT，即Aud為0dB時(shí)的信號(hào)頻率fT。它是集成運(yùn)放的重要參數(shù)。741型運(yùn)放的fT＝7Hz，是比較低的。6）轉(zhuǎn)換速率SR（壓擺率）

轉(zhuǎn)換速率SR是指放大電路在閉環(huán)狀態(tài)下，輸入大信號(hào)（例如階躍信號(hào)）時(shí)，放大電路輸出電壓對(duì)時(shí)間的最大變化速率（見(jiàn)圖3.1.3）。它反映了運(yùn)放對(duì)于快速變化的輸入信號(hào)的響應(yīng)能力。轉(zhuǎn)換速率SR的表達(dá)式為

轉(zhuǎn)換速率SR是在大信號(hào)和高頻信號(hào)工作時(shí)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，目前一般通用型運(yùn)放壓擺率為1～10V/μs。3.1.3理想運(yùn)算放大器

為了分析方便，把運(yùn)放均視為理想器件，主要條件有：（1）開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Au=∞；

（2）Ri=∞，Ro=0；

（3）開(kāi)環(huán)帶寬BW=∞。

根據(jù)理想運(yùn)放的這些條件，對(duì)于工作在線性區(qū)的理想運(yùn)放可以證明兩個(gè)輸入端的電壓之差趨于0，也就是說(shuō)，兩個(gè)輸入端虛擬短路，簡(jiǎn)稱“虛短”，即U＋=U－；兩個(gè)輸入端的電流也趨于0，也就是說(shuō)，兩個(gè)輸入端虛擬斷路，簡(jiǎn)稱“虛斷”，即I＋=I－=0。3.2差分放大電路

3.2.1概述

差分放大電路（簡(jiǎn)稱差放）就其功能來(lái)說(shuō)，是放大兩個(gè)輸入信號(hào)之差。由于它具有優(yōu)異的抑制零點(diǎn)漂移的特性，因而成為集成運(yùn)放的主要組成單元。在電子儀器和醫(yī)用儀器中常用差分放大電路做信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，將雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出或?qū)味溯斎胄盘?hào)轉(zhuǎn)換為雙端輸出。3.2.2差分放大電路的組成

差分放大電路一般由兩只三極管組成，圖3.2.1（a）所示是某電路中的差分放大電路部分，這種電路對(duì)不同的信號(hào)具有不同的放大能力。下面我們來(lái)考察兩個(gè)測(cè)試圖，在測(cè)試電路3.2.1(b)中，兩個(gè)輸入信號(hào)反相，輸出有電壓；在測(cè)試電路圖3.2.1（c）中，兩個(gè)輸入信號(hào)同相，輸出電壓為零。由此可見(jiàn)，當(dāng)兩個(gè)輸入電壓大小相等方向相反時(shí)，輸出有電壓表明這樣的信號(hào)能夠被放大；當(dāng)兩個(gè)輸入電壓大小相等方向相同時(shí)，輸出無(wú)電壓，表明這樣的信號(hào)不能被放大。圖3.2.1差分放大電路由實(shí)際連接的電路畫(huà)出原理電路如圖3.2.1（d）所示，電路中有兩個(gè)輸入端：反相輸入端和同相輸入端，在輸入端ui1輸入極性為正的信號(hào)，輸出信號(hào)極性與其相反，稱該輸入端為反相輸入端。在輸入端ui2輸入極性為正的信號(hào)，而輸出信號(hào)極性與其相同，稱該輸入端為同相輸入端，極性的判斷以圖中確定的正方向?yàn)闇?zhǔn)。

信號(hào)從三極管的兩個(gè)基極加入稱為雙端輸入；信號(hào)從三極管的一個(gè)基極對(duì)地加入稱為單端輸入。差分放大電路一般有兩個(gè)輸出端：集電極C1和集電極C2。從集電極C1和集電極C2之間輸出信號(hào)稱為雙端輸出，從一個(gè)集電極對(duì)地輸出信號(hào)稱為單端輸出。

差分放大電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，組合起來(lái)就有四種連接方式：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出。3.2.3差分放大電路的分析

1.差模信號(hào)和共模信號(hào)

差模信號(hào)是指大小相等方向相反的一對(duì)信號(hào)，即ui1=

－ui2。定義差模輸入電壓為uid=ui1－ui2。

共模信號(hào)是指大小相等方向相同的一對(duì)信號(hào)，即ui1=ui2。定義共模輸入電壓為uic=ui1=ui2。

差分放大電路對(duì)差模信號(hào)所呈現(xiàn)的特性稱為差模特性；差分放大電路對(duì)共模信號(hào)所呈現(xiàn)的特性稱為共模特性。分別討論如下。2.差模特性分析

所謂差模特性也就是當(dāng)差分放大電路輸入差模信號(hào)時(shí)的特性，主要討論的是差模電壓放大倍數(shù)Aud，差模輸入電阻Rid，差模輸出電阻Rod。

1）差模電壓放大倍數(shù)Aud

差模電壓放大倍數(shù)是指差分放大電路對(duì)輸入差模信號(hào)的放大能力，這時(shí)的輸入電壓用uid表示，輸出電壓用uod表示，差模電壓放大倍數(shù)常用Aud，定義為(1)雙端輸入雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)。雙端輸入雙端輸出的電路如圖3.2.2所示。ui1和ui2分別從兩管的基極和地輸入，因?yàn)檩斎霝椴钅Ｐ盘?hào)，故輸入電壓ui1=－ui2，差模輸入電壓定義為uid=ui1－ui2，負(fù)載電阻RL接在兩集電極之間，差模輸出電壓定義為uod=uo。圖3.2.2雙端輸入雙端輸出此時(shí)差模電壓放大倍數(shù)為(3.2.1)

這種方式適用于平衡輸入和平衡輸出，輸入、輸出均不接地。(2)雙端輸入單端輸出的差模電壓放大倍數(shù)。雙端輸入單端輸出差分放大電路是指信號(hào)電壓ui1和ui2分別從兩管的基極和地輸入，負(fù)載接在其中一個(gè)三極管的集電極和地之間，如圖3.2.3所示，其差模電壓放大倍數(shù)為(3.2.2)雙端輸入單端輸出因?yàn)橹焕昧艘粋€(gè)集電極輸出的變化量，所以它的差模電壓放大倍數(shù)約為雙端輸入雙端輸出的二分之一。雙端輸入單端輸出適用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出信號(hào)。圖3.2.3雙端輸入單端輸出（3）單端輸入雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)。

當(dāng)輸入信號(hào)只有一個(gè)，并且從任意一個(gè)三極管基極和地之間輸入時(shí)，稱為單端輸入。單端輸入雙端輸出電路如圖3.2.4（a）所示。此時(shí)可以將輸入電壓ui看成ui1和ui2兩個(gè)輸入信號(hào)，如圖3.2.4（b）所示。其中，ui1=－ui2=ui/2，由前述可知，其差模電壓放大倍數(shù)為圖3.2.4單端輸入雙端輸出這種方式可以將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成雙端差分信號(hào)，可用于輸出負(fù)載不接地的情況。

(4)單端輸入單端輸出的電壓放大倍數(shù)。

單端輸入單端輸出的電路如圖3.2.5所示。

其差模電壓放大倍數(shù)為通過(guò)從VT1或VT2的集電極輸出，可以得到輸出與輸入之間反相或同相的關(guān)系。從VT1的基極輸入信號(hào)，從VT1的集電極輸出為反相；從VT2的集電極輸出為同相。

2）差模輸入電阻

差模輸入電阻是差模電壓輸入時(shí)的輸入電阻，定義為差模輸入電壓與輸入電流的比值，記為Rid。不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid均為

Rid=2(Rs+rbe)

3）差模輸出電阻

差模輸出電阻是差模電壓輸入時(shí)的輸出電阻，定義為負(fù)載開(kāi)路信號(hào)電壓短路時(shí)差模輸出電壓與輸出電流的比值，記為Rod。

單端輸出時(shí)差模輸出電阻

Rod=Rc

雙端輸出時(shí)差模輸出電阻

Rod=2Rc3.共模特性分析

共模特性是指差分放大電路輸入共模電壓所呈現(xiàn)的特性，共模電壓放大倍數(shù)Auc定義為共模輸出電壓uoc與共模輸入電壓uic的比值。雙端輸出差分放大電路的Auc為0，單端輸出差

分放大電路的Auc為幾十分之一到幾百分之一，有時(shí)甚至更小。因此差分放大電路對(duì)差模信號(hào)具有放大能力，對(duì)共模信號(hào)具有抑制能力。例如，溫度漂移和有些干擾就是共模信號(hào)，差分放大電路是不放大這些信號(hào)的。共模抑制比KCMR是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。它的定義為差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比，即或雙端輸出時(shí)KCMR等于無(wú)窮大，實(shí)際中要求共模抑制比越大越好。4.恒流源差分放大電路

為了使差分放大電路更好地抑制零點(diǎn)漂移，具有更高的共模抑制比，可以把發(fā)射極電阻Re換成恒流源，原理電路如圖3.2.6所示。

恒流源差分放大電路的差模放大倍數(shù)與基本差分放大電路完全一樣，而共模放大倍數(shù)則大為減小，共模抑制比KCMR提高很多。圖3.2.6恒流源差分放大電路3.3電流源電路

3.3.1電流源概述

電流源是一個(gè)使輸出電流恒定的電源電路，與電壓源相對(duì)應(yīng)。

（1）電流源電路在模擬集成放大器中用以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，這對(duì)直接耦合放大器是十分重要的。

（2）用電流源作有源負(fù)載，可使放大器獲得高的電壓放大倍數(shù)和大的動(dòng)態(tài)范圍特性。

（3）用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。（4）電流源還可單獨(dú)制成穩(wěn)流電源使用。

（5）在模擬集成電路中，常用的電流源電路有鏡像電流源、精密電流源、微電流源和多路電流源等。

電流源對(duì)提高集成運(yùn)放的性能起著極為重要的作用。一方面它為各級(jí)電路提供穩(wěn)定的直流偏置電流，另一方面可作為有源負(fù)載，提高單級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)。下面我們從三極管實(shí)現(xiàn)恒流的原理入手，介紹集成運(yùn)放中常用的電流源電路。3.3.2三極管基本電流源

圖3.3.1(a)所示為實(shí)際電流源，圖3.3.1(b)畫(huà)出了三極管基極電流為IB時(shí)的一條輸出特性曲線。由圖可見(jiàn)，當(dāng)IB一定時(shí)，只要三極管不飽和也不擊穿，IC就基本恒定。因此，固定偏流的晶體管，從集電極看進(jìn)去相當(dāng)于一個(gè)恒流源，它的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻為rce，是一個(gè)很大的電阻。為了使IC更加穩(wěn)定，可以采用分壓式偏置電路(即引入電流負(fù)反饋)，便得到如圖3.3.1(c)所示的單管電流源電路。圖3.3.1(d)為圖3.3.1(c)所示電路等效的電流源表示法。需要指出的是，三極管實(shí)現(xiàn)恒流特性是有條件的，即要保證恒流管始終工作在放大狀態(tài)，否則將失去恒流作用。這一點(diǎn)對(duì)所有三極管電流源都適用。圖3.3.1單管電流源電路(a)實(shí)際電流源；(b)三極管的恒流特性；(c)恒流源電路；(d)等效電流源表示法3.3.3集成電路中的電流源

1.鏡像電流源

鏡像電流源電路如圖3.3.2所示，它的特點(diǎn)是VT1和VT2是兩只對(duì)稱的三極管，因?yàn)槿龢O管VT1、VT2匹配，β1=β2=β，UBE1=UBE2=UBE，故

IREF=IC1+2IB=IC2+2IB=IC2

且

當(dāng)β>>2時(shí)，IC2=IREF，IC2和IREF是鏡像關(guān)系。圖3.3.2鏡像電流源圖3.3.3精密鏡像電流源2.精密鏡像電流源

精密鏡像電流源和普通鏡像電流源相比，其精度提高了β倍。其電路如圖3.3.3所示。由于有VT3存在，IB3將比鏡像電流源的2IB小β3倍，因此IC2和IREF更加接近。

3．多電流源

通過(guò)一個(gè)基準(zhǔn)電流源穩(wěn)定多個(gè)三極管的工作點(diǎn)電流，即可構(gòu)成多路電流源，其電路如圖3.3.4所示。圖中一個(gè)基準(zhǔn)電流IREF可獲得多個(gè)恒定電流IC2，IC3，…。圖3.3.4多電流源3.4運(yùn)放中的其它單元電路

3.4.1復(fù)合管電路

1．兩只同類型三極管組成的復(fù)合管

在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)需要三極管的β值要達(dá)到幾千甚至上萬(wàn)，而一只三極管是不可能有這樣高β的。為了達(dá)到這樣的目的，可以將兩只以上的三極管連接成一個(gè)電路，用這個(gè)電路來(lái)模仿一只參數(shù)特性的三極管，這個(gè)電路稱為復(fù)合管電路。

（1）復(fù)合規(guī)律：根據(jù)VT2的集電結(jié)反偏電壓由VT1的集—射電壓提供，這一規(guī)律確定兩管的連接，即VT2的b極接VT1的e極；VT2的c極接VT1的c極，如圖3.4.1（a）所示。圖3.4.1同類型管復(fù)合（2）復(fù)合管的類型由VT1管的類型決定，如圖3.4.1(b)所示。

（3）復(fù)合管b、c、e極的判斷：由VT1可定出兩個(gè)電極，即VT1的b極就是復(fù)合管的b極；VT1的e極對(duì)應(yīng)的是復(fù)合管的e極；剩下的電極是c極。

（4）復(fù)合管β、rbe的確定：

β=β1+β2+β1β2≈β1β2

rbe=rbe1+(1+β1)rbe22.兩只不同類型三極管組成的復(fù)合管

（1）復(fù)合規(guī)律：根據(jù)VT2的集電結(jié)反偏電壓由VT1的集—射電壓提供這一規(guī)律確定兩管的連接，即VT2的b極接VT1的c極；VT2的c極接VT1的e極，如圖3.4.2（a）所示。（2）復(fù)合管類型的判斷：由VT1管的類型決定，如圖3.4.2（b）所示。

（3）復(fù)合管b、c、e極的判斷：由VT1可定出兩個(gè)電極，即VT1的b極就是復(fù)合管的b極；VT1的e極對(duì)應(yīng)的是復(fù)合管的e極；剩下的電極是c極。（4）復(fù)合管β、rbe的確定：

β=β1+β1β2≈β1β2

rbe=rbe1圖3.4.2異類型管復(fù)合3.4.2有源負(fù)載放大電路

共射極放大器的集電極電阻用恒流源替代時(shí)，就構(gòu)成有源負(fù)載放大電路，如圖3.4.3所示。使用有源負(fù)載可以提高電壓放大倍數(shù)。

VT1擔(dān)任放大任務(wù)，VT2、VT3組成鏡像電流源。電壓放大倍數(shù)如下：3.5常用集成運(yùn)算放大器

按照集成運(yùn)算放大器的參數(shù)來(lái)分，常用的集成運(yùn)算放大器見(jiàn)表3.1。3.6集成運(yùn)算放大器的仿真實(shí)驗(yàn)

1.差分放大電路

連接電路如圖3.6.1所示。

（1）觀察示波器輸出估算放大倍數(shù)；

（2）調(diào)節(jié)信號(hào)源從10mV到100mV，觀察示波器波形變化情況。圖3.6.1差分放大電路2.恒流源差分放大電路

連接電路如圖3.6.2所示。圖示電路為一個(gè)恒流源差放電路。

（1）計(jì)算單端輸出時(shí)差模電壓放大倍數(shù)Aud=Uo/Ui；（2）計(jì)算單端輸出時(shí)共模電壓放大倍數(shù)Auc=Uo/Ui。圖3.6.2恒流源差放電路本章小結(jié)

1.集成運(yùn)算放大器的組成

集成運(yùn)算放大器是一個(gè)高增益直接耦合放大電路，它主要由輸入級(jí)、中間放大級(jí)、互補(bǔ)輸出級(jí)和偏置電路組成。2．理想運(yùn)放的條件及兩條重要結(jié)論

(1)兩個(gè)輸入端虛擬短路，簡(jiǎn)稱“虛短”：即U＋=U－；

(2)兩個(gè)輸入端的電流趨于0，也就是說(shuō)，兩個(gè)輸入端虛擬斷路，簡(jiǎn)稱“虛斷”：即I＋=I－=0。3．差分放大器靜態(tài)電流及動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算

1）雙端輸入雙端輸出

差模電壓放大倍數(shù)為

差模輸入電阻

Rid=2(Rs+rbe)差模輸出電阻

Rod=Rc共模電壓放大倍數(shù)

Auc=0

共模抑制比

KCMR=∞

2）雙端輸入單端輸出

差模電壓放大倍數(shù)為差模輸入電阻

Rid=2(Rs+rbe)

差模輸出電阻

Rod=Rc

3）單端輸入雙端輸出

差模電壓放大倍數(shù)為4）單端輸入單端輸出

差模電壓放大倍數(shù)為

差模輸入電阻

Rid=2(Rs+rbe)差模輸出電阻

Rod=Rc共模電壓放大倍數(shù)

Auc=0共模抑制比

KCMR=∞4．三極管電流源、鏡像電流源輸出電流的計(jì)算

鏡像電流源電路

當(dāng)β>>2時(shí)，IC2=IREF，IC2和IREF是鏡像關(guān)系。5．復(fù)合管的概念（復(fù)合規(guī)律、電極判斷、等效類型、參數(shù)計(jì)算）復(fù)合規(guī)律：根據(jù)VT2的集電結(jié)反偏電壓由VT1的集—射電壓提供這一規(guī)律確定兩管的連接。復(fù)合后的類型由第一個(gè)管子決定，復(fù)合后管子的β值約為兩管β值的乘積。習(xí)題

3-1