1第六章集成運(yùn)算放大器6.0

集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介6.1零點(diǎn)漂移6.2差動(dòng)放大電路6.3電流源電路6.4集成運(yùn)算放大器介紹6.5集成運(yùn)放的性能指標(biāo)2§6.0集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介運(yùn)算放大器是一種高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。由于該電路最初是用于數(shù)的運(yùn)算，所以稱(chēng)為運(yùn)算放大器。把整個(gè)運(yùn)算放大電路集成起來(lái)，稱(chēng)為集成運(yùn)算放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)集成運(yùn)放。集成運(yùn)放工作在放大區(qū)時(shí)，輸入與輸出成線性關(guān)系，又稱(chēng)線性集成電路。3模擬集成電路按其特點(diǎn)可分為：集成運(yùn)算放大電路集成穩(wěn)壓電路集成功率放大電路其它種類(lèi)的集成電路

也可將幾個(gè)集成電路和一些元件組合成具有一定功能的模塊電路。集成運(yùn)算放大器是模擬集成電路的一種形式。4相比分立元件組成的具有相同功能的電路，集成運(yùn)放具有以下特點(diǎn)：由于集成工藝不能制作大容量的電容，所以電路結(jié)構(gòu)均采用直接耦合方式。為了提高集成度和集成電路的性能，一般集成電路的功耗要小，這樣集成運(yùn)放各級(jí)的偏置電流通常較小。集成運(yùn)放中的電阻元件是利用硅半導(dǎo)體材料的體電阻制成的，所以集成電路中的電阻阻值范圍有一定的限制，一般是幾十歐姆到幾萬(wàn)歐姆，電阻阻值太大或太小都不易制造。5在集成電路中，制造有源器件(晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管)比制造大電阻占用的面積小，且工藝上也不麻煩，因此在集成電路中大量使用有源器件來(lái)組成有源負(fù)載，從而獲得大電阻，提高放大電路的放大倍數(shù)；還可以將有源器件組成恒流源，以獲得穩(wěn)定的偏置電流。二極管常用三極管代替。集成電路中各元件的絕對(duì)精度差，但相對(duì)精度高，故對(duì)稱(chēng)性好，特別適宜制作對(duì)稱(chēng)性要求高的電路。集成電路中，采用復(fù)合管的接法，以改變單管的性能。6集成運(yùn)放的組成框圖：輸入級(jí)：有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸入端與輸出端成同相關(guān)系，一個(gè)輸入端同輸出端成反相關(guān)系。溫度漂移要小。中間級(jí)：主要完成電壓放大任務(wù)。輸出級(jí)：功率放大。偏置電路：向各級(jí)提供穩(wěn)定的靜態(tài)的工作電流。另外還有一些輔助電路：電平偏移電路短路保護(hù)電路等。集成電路的輸入級(jí)常采用差動(dòng)電路。（為克服或減小溫漂）71.直接耦合放大電路－－可以放大直流信號(hào)#為什么一般的集成運(yùn)算放大器都要采用直接耦合方式？§6.1零點(diǎn)漂移uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2直接耦合，放大器前級(jí)輸出端與后級(jí)輸入端以及放大器與信號(hào)源或負(fù)載直接連接起來(lái)，或者經(jīng)電阻等能通過(guò)直流的元件連接起來(lái)。8零點(diǎn)：2.直接耦合放大電路的特殊問(wèn)題：零點(diǎn)漂移：輸入交變信號(hào)為0時(shí)的輸出電壓值被稱(chēng)為放大器的零點(diǎn)。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2多級(jí)直接耦合放大器存在的兩個(gè)特殊問(wèn)題:級(jí)間直流量（Q點(diǎn)）的相互影響零點(diǎn)漂移當(dāng)輸入短路(為零)時(shí)，輸出信號(hào)不為零，而是一個(gè)隨時(shí)間漂移不定的信號(hào)。這種輸入電壓為0，輸出電壓偏離零點(diǎn)的變化稱(chēng)為零點(diǎn)漂移。9零點(diǎn)漂移的產(chǎn)生原因：溫度變化電源電壓波動(dòng)晶體管參數(shù)變化直接耦合使得各級(jí)Q點(diǎn)互相影響零點(diǎn)漂移的危害：測(cè)量誤差淹沒(méi)真正信號(hào)使自動(dòng)控制發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。uot0uot010例如若第一級(jí)漂了100uV，則輸出漂移1V。

若第二級(jí)也漂了100uV，則輸出漂移10mV。假設(shè)

第一級(jí)是關(guān)鍵漂了100uV漂移

10mV+100uV漂移1V+10mV漂移1V+10mV零點(diǎn)漂移的衡量：－－將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。11A1vivo103A2vivo105？思考題答：兩個(gè)放大電路是否都可以放大0.1mV的信號(hào)？增加了Re電壓增益輸出漂移電壓均為200mV輸出漂移電壓均為200mV輸入端漂移電壓為0.2mV輸入端漂移電壓為0.002mVA1不可以，A2可以12零點(diǎn)漂移一般將輸出漂移電壓折合到輸入端來(lái)衡量。所以，克服零點(diǎn)漂移第一級(jí)是關(guān)鍵。減小零漂的措施：采用高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓電源采用高質(zhì)量的電阻、晶體管采用溫度補(bǔ)償電路采用差動(dòng)式放大電路目前應(yīng)用最廣泛的、能有效抑制零漂的方法：

——輸入級(jí)采用差動(dòng)放大電路。

下面將對(duì)這種方法作重點(diǎn)介紹。13一、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：是由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的單管放大器組成。對(duì)稱(chēng)的含義：是兩個(gè)三極管的特性一致，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)相等。兩邊各元件的溫度特性也都一樣。6.2.1基本型差動(dòng)放大器§6.2差動(dòng)放大電路即：

1=

2=

VBE1=VBE2=VBE

rbe1=rbe2=rbe

ICBO1=ICBO2=ICBO

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb輸入信號(hào)從兩管的基極輸入輸出信號(hào)從兩管的集電極之間輸出14二、輸入和輸出方式同相輸入端：根據(jù)規(guī)定的正方向，在一個(gè)輸入端加上一定極性的信號(hào)，如果所得到的輸出信號(hào)極性與其相同，則該輸入端稱(chēng)為同相輸入端。差分放大電路一般有兩個(gè)輸入端：反相輸入端：如果所得到的輸出信號(hào)的極性與其相反，則該輸入端稱(chēng)為反相輸入端。信號(hào)的輸入方式：雙端輸入：信號(hào)同時(shí)加到同相輸入端和反相輸入端。單端輸入：信號(hào)僅從一個(gè)輸入端對(duì)地加入。15從C1

和C2輸出稱(chēng)為雙端輸出僅從集電極C1或C2

對(duì)地輸出稱(chēng)為單端輸出差分放大電路可以有兩個(gè)輸出端：一個(gè)是集電極C1另一個(gè)是集電極C2+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui216三、差模信號(hào)和共模信號(hào)共模信號(hào)：

差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可以分為兩種:共模信號(hào)和差模信號(hào)。在放大器的兩輸入端分別輸入大小相等、極性相同的信號(hào)即Ui1=Ui2時(shí)，這種輸入方式稱(chēng)為共模輸入，所輸入的信號(hào)稱(chēng)為共模（輸入）信號(hào)。差模信號(hào)：在放大器的兩輸入端分別輸入大小相等、極性相反的信號(hào)，即Ui1=－Ui2時(shí)，這種輸入方式稱(chēng)為差模輸入，所輸入的信號(hào)稱(chēng)為差模輸入信號(hào)。17共模輸入信號(hào)常用Uic來(lái)表示，它與共模信號(hào)Uc相同。即：Uic=Ui1=Ui2=Uc

在共模輸入時(shí)，輸出電壓與輸入共模電壓之比稱(chēng)為共模電壓放大倍數(shù)，用Ac表示。四、輸入信號(hào)分類(lèi)1、共模(commonmode)

輸入信號(hào)ui1

=ui2=uic共模電壓放大倍數(shù):18當(dāng)電路對(duì)稱(chēng)時(shí)有：

在差模輸入時(shí)，輸出電壓與輸入差模電壓之比稱(chēng)為差模電壓放大倍數(shù)，用Ad表示。差模輸入信號(hào)常用Uid來(lái)表示，指放大器兩個(gè)輸入端的信號(hào)電壓之差。即：2、差模(differentialmode)輸入信號(hào)差模信號(hào)：ui1=-ui2=ud差模電壓放大倍數(shù):差模輸入信號(hào)：Uid＝Ui1－Ui219任意輸入的信號(hào):ui1,

ui2，都可分解成差模分量和共模分量。例:ui1=20mV,ui2=10mV則：uid=10mV,uc=15mV差模分量:共模分量:注意：ui1

=uC

+

uid

；ui2=uC-

uid12123、任意輸入信號(hào)20五、抑制零漂的原理uo=UC1-UC2

=0uo=(UC1+

uC1

)-(UC2+

uC2)=0當(dāng)ui1

=

ui2=0

時(shí)（直流）：當(dāng)溫度變化時(shí)：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)：

1=

2=

VBE1=VBE2=VBErbe1=rbe2=rbeICBO1=ICBO2=ICBORC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb即：當(dāng)溫度變化時(shí)，輸出不變，仍為零！21由此可見(jiàn)，盡管每只管子的零漂仍然存在，但兩管的漂移信號(hào)（ΔUc1、ΔUc2）在輸出端恰能互相抵消，使得輸出端不出現(xiàn)零點(diǎn)漂移，從而使零漂受到了抑制。這就是差動(dòng)放大器抑制零點(diǎn)漂移的基本原理。

1、靜態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)為零，即Ui1=Ui2=0，由于電路左右對(duì)稱(chēng)，即Ic1=Ic2，Ic1Rc=Ic2Rc或Uc1=Uc2，故輸出電壓為Uo=Uc1－Uc2=0。

抑制零漂的原理2、當(dāng)電源波動(dòng)或溫度變化時(shí)，兩管集電極電位將同時(shí)發(fā)生變化。比如，溫度升高會(huì)引起兩管集電極電流同步增加，由此使集電極電位同步下降?？紤]到電路的對(duì)稱(chēng)性，兩管集電極電位的減少量必然相等，即ΔUc1=ΔUc2，于是輸出電壓為Uo=(Uc1＋ΔUc1)－(Uc2＋ΔUc2)=0。22

由上述分析可知，差動(dòng)放大電路是利用兩邊電路相同的零漂互相抵消的辦法來(lái)抑制輸出端零漂的。顯然，兩邊電路的對(duì)稱(chēng)性將直接影響這種抵消的效果。電路對(duì)稱(chēng)性越好，這種抵消效果越好，對(duì)零漂的抑制能力越強(qiáng)。為了減小零漂，應(yīng)盡量提高電路的對(duì)稱(chēng)程度。在集成運(yùn)放等集成電路中，其輸入級(jí)采用差動(dòng)放大形式，由于集成工藝上可實(shí)現(xiàn)很高的電路對(duì)稱(chēng)性，因而其抑制零漂的能力都很強(qiáng)。

23六、共模電壓放大倍數(shù)Auc+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號(hào)：

ui1=ui2=uC

（大小相等，極性相同）理想情況：ui1=ui2

uC1=uC2

uo=0

共模電壓放大倍數(shù)：但因兩側(cè)不完全對(duì)稱(chēng)，uo

0，但很?。篈uc

0，但很?。?lt;1）

。24

可以看出，當(dāng)差動(dòng)放大器輸入共模信號(hào)時(shí)，由于電路對(duì)稱(chēng)，其輸出端的電位Uc1和Uc2的變化也是大小相等、極性相同，因而輸出電壓Uoc保持為零。

可見(jiàn)，在理想情況下（電路完全對(duì)稱(chēng)），差動(dòng)放大器在輸入共模信號(hào)時(shí)不產(chǎn)生輸出電壓，也就是說(shuō)，理想差動(dòng)放大器的共模電壓放大倍數(shù)為零，或者說(shuō)，差動(dòng)放大器對(duì)共模信號(hào)沒(méi)有放大作用，而是有抑制作用。

實(shí)際上，上述差動(dòng)放大器對(duì)零漂的抑制作用就是它抑制共模信號(hào)的結(jié)果。因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，兩個(gè)晶體管的電流都要增大，這相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加上了大小相等、極性相同的共模信號(hào)。換句話說(shuō)，產(chǎn)生零漂的因素可以等效為輸入端的共模信號(hào)。顯然，Ac越小，對(duì)零漂的抑制作用越強(qiáng)。25uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2七、差模電壓放大倍數(shù)Aud差模信號(hào)：

ui1=－ui2（大小相等，極性相反）+UCCT1管的電壓放大倍數(shù)：T2管的電壓放大倍數(shù)：差模輸入信號(hào)：因?yàn)殡娐吠耆珜?duì)稱(chēng),所以:差模放大電壓放大倍數(shù):26

其中：R′L=Rc∥(RL/2)該式說(shuō)明：當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)有差別時(shí)，有信號(hào)電壓輸出；當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)完全相同時(shí)，輸出電壓為0。差模放大電壓放大倍數(shù):

由些可見(jiàn)，完全對(duì)稱(chēng)的差動(dòng)放大器只能放大差模輸入信號(hào)，不能放大共模輸入信號(hào)，這正是差動(dòng)放大器名稱(chēng)的來(lái)由。

這里R′L≠Rc∥RL，其原因是由于兩管對(duì)稱(chēng)，集電極電位的變化等值反相，而與兩集電極相連的RL的中點(diǎn)電位不變，這點(diǎn)相當(dāng)于交流地電位。因而對(duì)每個(gè)單管來(lái)說(shuō)，負(fù)載電阻（輸出端對(duì)地間的電阻）應(yīng)是RL

的一半，即RL/2，而不是RL。27差分放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)計(jì)算方法與基本放大電路基本相同。靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，即當(dāng)在電路兩個(gè)輸入端各加一個(gè)大小相等，極性相反的信號(hào)電壓，一管電流增加，另一管電流減小，所以即在兩個(gè)輸出端有信號(hào)電壓輸出。八、差分放大電路的分析方法28九、基本差分放大電路存在的問(wèn)題

基本差動(dòng)放大電路靠電路的對(duì)稱(chēng)性，在電路的兩管集電極c1、c2間輸出，將溫度的影響抵消，這種輸出我們稱(chēng)為雙端輸出。而實(shí)際電路中每一個(gè)管子并沒(méi)有任何措施消除零漂，所以，基本差動(dòng)電路存在如下問(wèn)題：①由于電路難于絕對(duì)對(duì)稱(chēng)，所以輸出仍然存在零漂。②由于每一個(gè)管子沒(méi)有采取消除零漂的措施，所以當(dāng)溫度變化范圍十分大時(shí)，有可能差動(dòng)放大管進(jìn)入截止或飽和，使放大電路失去放大能力。③在實(shí)際工作中，常常需要對(duì)地輸出，即從c1或c2對(duì)地輸出(單端輸出)，而這時(shí)的零漂與單管放大電路一樣，仍然十分嚴(yán)重。對(duì)此，我們提出長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路。29一、結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:6.2.2長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路特點(diǎn)：加入射極電阻RE；加入負(fù)電源-UEE

，采用正負(fù)雙電源供電。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路，又稱(chēng)為發(fā)射極耦合差動(dòng)放大電路。如圖所示，兩管通過(guò)發(fā)射極電阻Re和UEE耦合。301、雙電源的作用：（1）使信號(hào)變化幅度加大。（2）IB1、IB2由負(fù)電源-UEE提供。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE31溫度TICIE

=2ICUEUBEIBIC2、RE的作用

設(shè)ui1

=ui2

=0自動(dòng)穩(wěn)定RE具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔谩种茰囟绕?，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE32

靜態(tài)時(shí),輸入短路,由于流過(guò)電阻Re的電流為IE1和IE2之和,且電路對(duì)稱(chēng),IE1=IE2,故,二、靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性由上式可知：T1與T2的發(fā)射極靜態(tài)電流與T1及T2的參數(shù)幾乎無(wú)關(guān)，所以認(rèn)為當(dāng)T1與T2的參數(shù)隨溫度變化時(shí)，IE1與IE2基本不變。可見(jiàn)該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)要比基本差動(dòng)電路穩(wěn)定得多。這是因?yàn)镽e引入了直流電流負(fù)反饋，其反饋強(qiáng)度等于T1管及T2管的發(fā)射極支路中各接入一個(gè)2Re電阻產(chǎn)生的負(fù)反饋強(qiáng)度。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE331、差模輸入ui均壓器RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UEE三、對(duì)差模信號(hào)的放大作用342、RE對(duì)差模輸入信號(hào)作用：ui1ui2ib1

,ic1ib2

,ic2ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RE對(duì)差模輸入信號(hào)不起作用RRuoui+UCCRCT1RBRCT2RBRE–UEEib2ib1ic2ic1iRE353、差模輸入信號(hào)的交流通路：T1單邊微變等效電路uod1RBB1EC1RC

ib1ui1rbe1ib1RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E364、放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù)（負(fù)載開(kāi)路）:uod1RBB1EC1RC

ib1ui1rbe1ib137若差動(dòng)電路帶負(fù)載RL(接在

C1與

C2之間),對(duì)于差動(dòng)信號(hào)而言，RL中點(diǎn)電位為0,所以放大倍數(shù)：即：總的差動(dòng)電壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù):RRuodui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E38ro=2RC

ri

ri

ro輸入電阻：輸出電阻：5、輸入輸出電阻RRuoui1+UCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2uod1uod2E39共模輸入：+UCCuocRCT1RBRCT2RBRE–UEEuCuoc2uoc1ic1ic2iREuRE四、對(duì)共模信號(hào)的抑制作用ui1

=ui2=uC共模電壓放大倍數(shù):

差動(dòng)放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力可以用共模電壓放大倍數(shù)Auc的大小來(lái)衡量，Auc越小，共模抑制能力越強(qiáng)。

因?yàn)?，在相同的Uic作用下，Auc越小，Uoc越小,對(duì)共模信號(hào)的抑制效果也就越好。40長(zhǎng)尾式差放共模交流通路：另：在共模信號(hào)的作用下，V1與V2的發(fā)射極共模電壓

即：在V1與V2的發(fā)射極公共支路接入的電阻Re，可以等效地看作在每一個(gè)管子的發(fā)射極支路中各接入一個(gè)2Re的電阻。如上圖(b)所示。41共模信號(hào)通路:uocRCT1RBRCT2RB2REuc1uoc2uoc1ic1ic2uc22RET1單邊微變等效電路RCRB2REic1uc1uoc1ib1

ib1ie1rbe1若采用單端輸出方式：

由于2Re的負(fù)反饋?zhàn)饔?，使每一個(gè)單管放大器對(duì)共模信號(hào)的放大倍數(shù)大大下降，共模輸出大大減小，共模抑制能力大大提高。

由于差動(dòng)放大器輸出端的零點(diǎn)漂移可以等效地看作在輸入端加了一對(duì)共模信號(hào)，并在輸出端產(chǎn)生共模輸出，所以：共模抑制能力的提高，同時(shí)也表明對(duì)零點(diǎn)漂移抑制能力的提高。42問(wèn)題：負(fù)載影響共模放大倍數(shù)嗎？不影響！

長(zhǎng)尾式差動(dòng)電路，既能有效地抑制共模信號(hào)，又能有效地克服零點(diǎn)漂移。

長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路仍具有對(duì)稱(chēng)性，當(dāng)絕對(duì)對(duì)稱(chēng)時(shí)，若采用雙端輸出方式，Auc=0，共模輸入信號(hào)對(duì)輸出不產(chǎn)生影響。若采用雙端輸出方式：

即使電路不完全對(duì)稱(chēng)或采用單端輸出方式，長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路的共模電壓放大倍數(shù)也很小。對(duì)共模信號(hào)的抑制能力要比基本差動(dòng)電路高的多。436.2.3差動(dòng)放大器的主要指標(biāo)2.共模電壓放大倍數(shù)Auc

差模電壓放大倍數(shù)Aud是在差模輸入信號(hào)的作用下，產(chǎn)生輸出電壓Uod

與差模輸入電壓Uid之比，即：

共模電壓放大倍數(shù)Auc是在共模輸入信號(hào)的作用下，產(chǎn)生輸出電壓Uoc

與共模輸入電壓Uic之比，即：

共模抑制能力是指差動(dòng)電路在共模干擾下，正常放大差模信號(hào)的能力。1.差模電壓放大倍數(shù)Aud

在Aud不變的條件下，Auc越小，共模抑制能力越強(qiáng)，零點(diǎn)漂移越小。443.共模抑制比CMRR或者

共模抑制比CMRR是差模電壓放大倍數(shù)Aud與共模放大倍數(shù)Auc的絕對(duì)值之比，即：CMRR可以更確切地表明差動(dòng)電路的共模抑制能力。CMRR越大，表明差動(dòng)電路共模抑制能力越強(qiáng)！454.差模輸入電阻rid

5.差模輸出電阻rod

ric是差動(dòng)放大器對(duì)共模信號(hào)源呈現(xiàn)的等效電阻，在數(shù)值上ric等于共模輸入電壓Uic與共模輸入電流Iic之比，即6.共模輸入電阻ricrid是差動(dòng)放大器對(duì)差模信號(hào)呈現(xiàn)的等效電阻。在數(shù)值上等于差模輸入電壓Uid與差模輸入電流Iid之比。rod是在差模信號(hào)作用下差動(dòng)放大器相對(duì)于負(fù)載電阻RL而言的代文寧電源的內(nèi)阻；或者說(shuō)是在差模信號(hào)作用下從RL兩端向放大器看去的等效電阻。在數(shù)值上等于在差模輸入信號(hào)的作用下，輸出開(kāi)路電壓與輸出短路電流之比。46【例1】設(shè)圖所示長(zhǎng)尾式差動(dòng)電路絕對(duì)對(duì)稱(chēng),求其Aud,Auc,CMRR,rid,rod和ric。47

解：由圖所示差模交流通路得：48因?yàn)殡娐方^對(duì)對(duì)稱(chēng),所以在共模輸入信號(hào)作用下,,因此由差模交流通路可注意到Ib1d=-Ib2d,則：49若共模輸入信號(hào)的接入方式如圖6-8(a),則因?yàn)?在共模信號(hào)作用下,Ib1c=Ib2c,所以：圖6–8兩種共模信號(hào)接入方式50若共模輸入信號(hào)的接入方式如圖6-8(b),則利用外加電源法,可以求得該電路的差模輸出電阻rod和共模輸出電阻roc,它們分別為：圖6–8兩種共模信號(hào)接入方式516.2.4具有調(diào)零電路的差動(dòng)放大器

為了克服半導(dǎo)體三極管V1、V2和電路元件參數(shù)不對(duì)稱(chēng)所造成的輸出直流電壓Uo≠0的現(xiàn)象，電路中常增加調(diào)零電路。(a)為發(fā)射極調(diào)零電路（調(diào)Ie）(b)為集電極調(diào)零電路（調(diào)Uc）。要注意RW的接入對(duì)指標(biāo)參數(shù)的影響利用電位器Rw的不對(duì)稱(chēng)分配來(lái)補(bǔ)償電路參數(shù)的不對(duì)稱(chēng)。52差模放大倍數(shù)Aud差模輸入電阻rid共模輸入電阻ric(對(duì)應(yīng)圖6-8(a))或者為(對(duì)應(yīng)圖6-8(b))對(duì)發(fā)射極調(diào)零電路：各自發(fā)射極分配的電阻536.2.5恒流源差動(dòng)放大電路

長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路，由于接入Re，減小了共模電壓放大倍數(shù)，從而提高了對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。

為此希望有這樣一種器件，它的交流電阻r大，而直流電阻R小。恒流源就有此特性！

若Re增大，則Re上的直流壓降增大。因?yàn)镽E上的壓降由VEE提供，在保持VT1、VT2兩管的工作電流為一定值時(shí)，要加大RE，必須提高VEE，這是有困難的且不合算的。且Re愈大，抑制能力愈強(qiáng)。54一、恒流源電路：+VCCRLR3R1R2IC電流、電壓特性特點(diǎn)：直流電阻為有限值動(dòng)態(tài)電阻很大簡(jiǎn)化符號(hào)I0等效電路原理電路55減少共模放大倍數(shù)的思路：

增大RE用恒流源代替RE簡(jiǎn)化畫(huà)法二、具有恒流源的差分放大電路ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI0

將長(zhǎng)尾式中的Re用恒流源代替，即得恒流源差動(dòng)放大電路，如下圖所示。56

rce3

1M

恒流源T3:放大區(qū)RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCCIC3R2T3R1R3-UEEuCEIB3iCUCE3IC3Q

UCE3靜態(tài)分析：主要分析T3管。VB3

VE3

IE3

IC3

恒流源電路的等效電阻，與恒流源電路的輸出電阻相同。三、恒流源的等效電阻57

按輸入短路，輸出加電源Uo，求出Io，則恒流源的等效電阻為：58

設(shè)β=80,rce=100kΩ,rbe=1kΩ,R1=R2=6kΩ,R3=5kΩ,則ro3≈4.5MΩ。對(duì)應(yīng)的靜態(tài)電流為：對(duì)于恒流源差動(dòng)放大電路指標(biāo)的計(jì)算與長(zhǎng)尾式相同，只是將Re替換成ro3即可。

用如此大的電阻作為Re,可大大提高其對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。而此時(shí),恒流源所要求的電源電壓卻不高,即：591.恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2.恒流源不影響差模放大倍數(shù)。3.恒流源影響共模放大倍數(shù)，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(wú)窮大的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮大。四、恒流源的作用60差模分量:共模分量:

如果差動(dòng)放大電路的輸入信號(hào)，既不是共模信號(hào)也不是差模信號(hào)，又應(yīng)如何處理呢？此時(shí)可將輸入信號(hào)分解成為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)，它們共同作用在差動(dòng)放大電路的輸入端。6.2.6一般輸入信號(hào)情況任意輸入的信號(hào):ui1,ui2

，都可分解成差模分量和共模分量。則：差動(dòng)放大電路的輸入信號(hào)：按疊加原理，輸出電壓為：每一管的差動(dòng)信號(hào)為：61【例】在圖示電路中,已知差模增益為－48dB,共模抑制比為67dB,Ui1=5V,Ui2=5.01V，試求輸出電壓Uo。解：因?yàn)?0lg|Aud|=48dB,故Aud≈－251,而CMMR=67dB,故CMRR≈2239,所以62輸入端接法雙端單端輸出端接法雙端單端ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE6.2.7差動(dòng)放大電路四種接法

由于差動(dòng)放大電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，所以信號(hào)的輸入、輸出各有2種方式：

差動(dòng)放大器共有四種輸入輸出方式631.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(wèn)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

差動(dòng)放大器共有四種輸入輸出方式：64圖6–12差動(dòng)放大電路的四種接法65一、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（5）共模抑制比為CMRR→∞66二、雙端輸入單端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)

（2）差模輸入電阻（3）輸出電阻

雙端輸入、單端輸出由于只從T1的集電極輸出，所以輸出的電壓只有雙端的一半。如果從T2管輸出，僅是Uo的相位與前者相反，即去掉負(fù)