浙江大学模拟电子技术教程 集成运放

1、电子电子技术技术 c b e d g B sIC 电子技术电子技术 研究电子器件及其应用的一门学科。或基研究电子器件及其应用的一门学科。或基于半导体器件。于半导体器件。 电子元器件电子元器件早期早期 ：电阻器、电容器、电感器电阻器、电容器、电感器 无源元件；无源元件； 半导体器件：半导体器件：二极管、三极管、场效应管、二极管、三极管、场效应管、集成电路集成电路等；等； 集成电路集成电路( IC ) ：模拟、模拟、数字数字、专用集成电路、专用集成电路(ASIC)；小规模小规模(SSI)、中规模、中规模(MSI)、大规模、大规模(LSI)、超大规模超大规模(VLSI)集成电路集成电路 等。等。 电

2、子电路：电子电路：硬件电路硬件电路(各种各样功能的单元电子电路各种各样功能的单元电子电路) - 放大、变换、控制、运算、放大、变换、控制、运算、逻辑电路逻辑电路 等。等。Integrated Circuit 电子技术电子技术 电子技术发展的简要回顾电子技术发展的简要回顾 电子技术是一门发展极其迅速的学科。电路的形式千变万化，新器件、新电路层电子技术是一门发展极其迅速的学科。电路的形式千变万化，新器件、新电路层出不穷。它的发展大致经历了下面的几代变化：出不穷。它的发展大致经历了下面的几代变化： 1904年第一只真空二极管问世；年第一只真空二极管问世；1906年第一只真空三极管问世；年第一只真空三

3、极管问世； 19111912年真空二、三极管应用于电话和无线电通讯中；年真空二、三极管应用于电话和无线电通讯中； 1948年后出现了半导体三极管；年后出现了半导体三极管；1951年年1960年期间是半导体分立元件（半导年期间是半导体分立元件（半导体二极管和三极管）；随后的这些年，几乎是每隔体二极管和三极管）；随后的这些年，几乎是每隔56年就出现一种新技术，新的电子年就出现一种新技术，新的电子器件。器件。 1961年后出现了小规模集成电路年后出现了小规模集成电路(SSI), 100000个元件个元件/mm2； Very Large scale integrated 电子技术电子技术 电子技术课程

4、教材电子技术课程教材的情况大体与器件的发展相似的情况大体与器件的发展相似 70年前是全电子管教材，课程称为年前是全电子管教材，课程称为工业电子学工业电子学； 7080年主要是分立晶体管加上少量的电子管教材，课程称为年主要是分立晶体管加上少量的电子管教材，课程称为晶体管电路晶体管电路； 8190年全分立元件加部分集成电路教材，课程称为年全分立元件加部分集成电路教材，课程称为电子技术基础电子技术基础； 90年后主要是集成电路为主教材，课程称为年后主要是集成电路为主教材，课程称为集成电子技术集成电子技术； 集成电路集成电路( IC ) ：把电路中的所有元件，元件间的连线都集成在一块非常小的芯把电路中

5、的所有元件，元件间的连线都集成在一块非常小的芯片上，已分不清元件和电路之间的区别，一块集成电路本身就是一个完善的电子系统。片上，已分不清元件和电路之间的区别，一块集成电路本身就是一个完善的电子系统。整块集成电路可以看成一个器件，在使用时只要熟悉其功能，电路的外特性，无须知整块集成电路可以看成一个器件，在使用时只要熟悉其功能，电路的外特性，无须知道内部电路的详细工作过程就可以进行应用。道内部电路的详细工作过程就可以进行应用。 Operational Amplifier第三章第三章 集成运放集成运放 P1823.1 运放特点运放特点1.结构结构:集成运算放大器集成运算放大器: 是通过半导是通过半导

6、体集成工艺制成的一种体集成工艺制成的一种高增益高增益直接耦合式多级放大器直接耦合式多级放大器。输入级输入级: 采用采用差分放大电路差分放大电路. 要求要求: 低温漂低温漂, 高共模抑制比和高输入电阻高共模抑制比和高输入电阻.中间级中间级: 采用采用 CE(CS) 电路电路. 要求要求: 高电压增益高电压增益.输出级输出级: 采用采用互补对称式共集放大电路互补对称式共集放大电路. . 要求要求: 低输出电阻低输出电阻, 较强的负载能力较强的负载能力, 尽可能大的输出电压幅度尽可能大的输出电压幅度.输入级输入级输出级输出级中间级中间级第三章第三章 集成运放集成运放 P1823.1 运放特点运放特点

7、1.结构结构:集成运算放大器集成运算放大器: 是通过半导是通过半导体集成工艺制成的一种体集成工艺制成的一种高增益高增益直接耦合式多级放大器直接耦合式多级放大器。输入级输入级输出级输出级中间级中间级 集成电路的集成电路的工艺特点工艺特点：（1）元器件具有良好的）元器件具有良好的一致性一致性和和同向偏差同向偏差，因而特别有利于实现需要因而特别有利于实现需要对称结构对称结构的电路。的电路。（2）集成电路的芯片面积小）集成电路的芯片面积小, 集成度高集成度高, 功耗功耗很小很小.（3) 不宜制造不宜制造大电阻大电阻。采用。采用 微电流源微电流源 作作偏置偏置电路电路 及及 有源负载有源负载.（4）只能

8、制作几十）只能制作几十pF 以下的以下的小电容小电容( PN结的结的结电容结电容 )。因此，集成放大器都采用直接耦合。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。方式。 如需如需大电容大电容，只有外接。，只有外接。（5）不能制造）不能制造电感电感, 如需电感，也只能外接。如需电感，也只能外接。 (6) 二极管常用三极管的二极管常用三极管的发射结发射结代替代替.Operational Amplifier第三章第三章 集成运放集成运放 P1823.1 运放特点运放特点1.结构结构:集成运算放大器集成运算放大器: 是通过半导是通过半导体集成工艺制成的一种体集成工艺制成的一种高增益高增益直接耦合式多级放大器直

9、接耦合式多级放大器。电路符号电路符号输入级输入级输出级输出级中间级中间级EEOperational Amplifier输出级输出级中间级中间级第三章第三章 集成运放集成运放 P1823.1 运放特点运放特点1.结构结构:集成运算放大器集成运算放大器: 是通过半导是通过半导体集成工艺制成的一种体集成工艺制成的一种高增益高增益直接耦合式多级放大器直接耦合式多级放大器。低频小信号模型低频小信号模型AodRidRo 0输入级输入级输入电阻大输入电阻大看成一个电压控制电压源看成一个电压控制电压源( VCVS ).特点：特点：电压增益高电压增益高输出电阻小输出电阻小“二二高一低高一低”Operationa

10、l Amplifier输出级输出级中间级中间级第三章第三章 集成运放集成运放 P1823.1 运放特点运放特点1.结构结构:集成运算放大器集成运算放大器: 是通过半导是通过半导体集成工艺制成的一种体集成工艺制成的一种高增益高增益直接耦合式多级放大器直接耦合式多级放大器。输入级输入级Operational Amplifier输出级输出级中间级中间级输入级输入级3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 R3.1 运放特点运放特点1.结

11、构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 又又: IREF = VCCUBE /R/R U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1

12、= 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREF 无论无论T2( TN ) 的负载如何变化，的负载如何变化， IC2(ICN)的电流值将的电流值将保持不变。保持不变。3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同

13、同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREF又又: IREF = VCCUBE /R/RN = 2 时时T2 3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN U UBEBE相同，

14、相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREFRe1Re2ReN当参考电流当参考电流IREF确定确定后，在各支路串入不后，在各支路串入不同的射极电阻，可得同的射极电阻，可得到不同的输出电流。到不同的输出电流。 在获得微小电流源在获得微小电流源时时, 使使电阻值电阻值(如如R )依依然适中然适

15、中.IB1+IB2+ +IBNIREF Re1 IC2Re2 ICN ReN IE1 Re1 IE2 Re2 IEN ReN UB0.7VUB17 .0eCCREFRRVVI3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: I

16、C IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREFRe2ReN当参考电流当参考电流IREF确定确定后，在各支路串入不后，在各支路串入不同的射极电阻，可得同的射极电阻，可得到不同的输出电流。到不同的输出电流。 在获得微小电流源在获得微小电流源时时, 使使电阻值电阻值(如如R )依依然适中然适中.IB1+IB2+ +IBNUBRe13.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源

17、) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREFRe2ReN当参考电流当参考电流IREF确定确定后，在各支路串入不后，

18、在各支路串入不同的射极电阻，可得同的射极电阻，可得到不同的输出电流。到不同的输出电流。 在获得微小电流源在获得微小电流源时时, 使使电阻值电阻值(如如R )依依然适中然适中.IB1+IB2+ +IBN又又: IREF = VCCUBE /R/RN = 2 时时e2BE2BE1RUUE2C2IIe2BE2RUV7 . 0（1）电流小）电流小微电流源的特点：微电流源的特点：（2）电流稳定）电流稳定 （电流负反馈）（电流负反馈）UB3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 P187 RVC

19、C IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1NIB = IC1N/ / IC1 I ICN CN = I= IC2 C2 = I= IC1 C1 = 1/1+N/= 1/1+N/ I IREF REF I IREFREF又又: IREF = VCCUBE /R/RT0IB0“减小误差减小误差”又又: IREF = VCC

20、UBE /R/R3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1IB0 = IC1NIB /(1+/(1+ ) IC1 1N /(1+/(1+) I IC1C1 =

21、I IC2 C2 = I ICN CN T0IB0又又: IREF = VCC2UBE /R/R“减小误差减小误差”3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1I

22、B0 = IC1NIB /(1+/(1+ ) IC1 1N /(1+/(1+) I IC1C1 = I IC2 C2 = I ICN CN 又又: IREF = VCC2UBE /R/RT0IB0电阻电阻Re0作用作用：增大增大T0管工作电流，管工作电流，从而提高从而提高T0管的管的。Re0“减小误差减小误差”IC例：通用型集成运放例：通用型集成运放F007输入级输入级输出级输出级中间级中间级17_1TREFp22T8TT2145R3TR9630pF10IT721TT9T6C19T87T1T13CCTRRT412T220RRRRR68T10111TR416EE+TT1592T34T23TR+V

23、3187-V+V524OT539kTAB偏置电路偏置电路例：通用型集成运放例：通用型集成运放F007输入级输入级输出级输出级中间级中间级偏置电路偏置电路17_1TREFp22T8TT2145R3TR9630pF10IT721TT9T6C19T87T1T13CCTRRT412T220RRRRR68T10111TR416EE+TT1592T34T23TR+V3187-V+V524OT539kTAB偏置电路偏置电路：T12R5和和T11构成了主偏置电路，产生构成了主偏置电路，产生基准电流基准电流： 其他偏置电流都与基准电流有关。其他偏置电流都与基准电流有关。 T10T11和和R4组成组成微电流源微电

24、流源, 通过通过T8和和T9组成的组成的基本镜象电流源基本镜象电流源为差动输入级为差动输入级提供偏置电流。提供偏置电流。T12和和T13管构成管构成多支路电流源多支路电流源, T13管是管是多集电极三极管多集电极三极管, 其集其集电极电流大小比例为电极电流大小比例为3:1, B路作为中间级的有源负载路作为中间级的有源负载, A路为输出级提供偏置。路为输出级提供偏置。51BE112EBEECCREF)(RUUVVI例：通用型集成运放例：通用型集成运放F007输入级输入级输出级输出级中间级中间级偏置电路偏置电路17_1TREFp22T8TT2145R3TR9630pF10IT721TT9T6C19

25、T87T1T13CCTRRT412T220RRRRR68T10111TR416EE+TT1592T34T23TR+V3187-V+V524OT539kTAB输入级输入级：T1 T2 和和 T3T4管组成管组成共集一共基复合型差动放大电路共集一共基复合型差动放大电路, 其中其中T1和和T2管作为射极输出器管作为射极输出器, 输入电阻高输入电阻高. T3 和和T4管是管是横向横向PNP管管, 发射结反向击穿电发射结反向击穿电压高压高, 可使输入差模信号达到可使输入差模信号达到30V以上以上. T5T6T7 和和R1R2R3组成具有基极补组成具有基极补偿作用的偿作用的跟随型电流源跟随型电流源，作为差

26、动输入级的有源负载，可以提高输入级的增，作为差动输入级的有源负载，可以提高输入级的增益。它们同时还有单端输出转换为双端输出增益的功能。益。它们同时还有单端输出转换为双端输出增益的功能。3.1 运放特点运放特点1.结构结构:2.恒流源恒流源基本镜像电流源基本镜像电流源(多支路电流源多支路电流源) 微电流源微电流源跟随型电流源跟随型电流源 RVCC IREF IC1 IE1 IE2 IEN IC2 ICN T1 T2 TN NIB UC2 UCN UBE2 UBE1 U UBEBE相同，相同，IB = IS ( eUBE / UT -1 ) I IB B 同，同，IC 、IE 也同也同(同同) .

27、但但UCE不同不同.又又: IC IE IB IREF = IC1IB0 = IC1NIB /(1+/(1+ ) IC1 1N /(1+/(1+) I IC1C1 = I IC2 C2 = I ICN CN 又又: IREF = VCC2UBE /R/RT0IB0电阻电阻Re0作用作用：增大增大T0管工作电流，管工作电流，从而提高从而提高T0管的管的。Re0“减小误差减小误差”ICOperational Amplifier集成运算放大器集成运算放大器: 是通过半导是通过半导体集成工艺制成的一种体集成工艺制成的一种高增益高增益直接耦合式多级放大器直接耦合式多级放大器。中间级中间级: 采用采用 C

28、E(CS) 电路电路. 要求要求: 高电压增益高电压增益.输出级输出级: 采用采用互补对称式共集放大电路互补对称式共集放大电路. . 要求要求: 低输出电阻低输出电阻, 较强的负载能力较强的负载能力, 尽可能大的输出电压幅度尽可能大的输出电压幅度.输入级输入级输出级输出级中间级中间级3.2 差动差动( (分分) )放大电路放大电路 P188P188输入级输入级: 采用采用差分放大电路差分放大电路. 要求要求: 低温漂低温漂, 高共模抑制比和高输入电阻高共模抑制比和高输入电阻.3.2 差动差动( (分分) )放大电路放大电路 P188P1881.结构结构:2. 静态分析静态分析3.动态分析动态分

29、析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 射极耦合差动放大电路射极耦合差动放大电路长尾式差动放大电路长尾式差动放大电路Differential Amplifier3.2 差动差动( (分分) )放大电路放大电路 P188P1881.结构结构:2. 静态分析静态分析3.动态分析动态分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 射极耦合差动放大电路射极耦合差动放大电路长尾式差动放大电路长尾式差动放大电路Differential Amplifier3.2 差动差动( (分分) )放大

30、电路放大电路 P188P1881.结构结构:2. 静态分析静态分析3.动态分析动态分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 3.2 差动差动( (分分) )放大电路放大电路 P188P188

31、1.结构结构:2. 静态分析静态分析3.动态分析动态分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ I

32、CQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ 2IEQRe = UE (VEE ) I IEQEQ = (V = (VEEEE 0.7)/2R0.7)/2Re e ICQ IEQ IBQ ICQ / /与与 无关！无关！Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVE

33、EO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ U UO1Q O1Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc1c1 U UO2Q O2Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc2c2 则：则： UOQ = U UO1Q

34、O1Q U UO2Q O2Q U UCE1QCE1Q = U = UO1QO1Q U UE E U UCE2QCE2Q = U = UO2QO2Q U UE ERc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE

35、2 0.7V 2IEQ U UO1Q O1Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc1c1 U UO2Q O2Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc2c2 则：则： UOQ = U UO1QO1Q U UO2Q O2Q U UCE1QCE1Q = U = UO1QO1Q U UE E U UCE2QCE2Q = U = UO2QO2Q U UE E 令令 Rc1 = = Rc2 = Rc 时时 UOQ = U UO1QO1Q U UO2QO2Q = 0 V = 0 V “ “零输入时零输出零输入时零输出” 抑制温漂和零漂。抑制温漂和零漂。Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEE

36、O1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = IE2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ U UO1Q O1Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc1c1 U UO2Q O2Q = V= VCCCCI ICQCQR Rc2c2 则：则： UOQ = U UO1QO

37、1Q U UO2Q O2Q U UCE1QCE1Q = U = UO1QO1Q U UE E U UCE2QCE2Q = U = UO2QO2Q U UE E 令令 Rc1 = = Rc2 = Rc 时时 UOQ = U UO1QO1Q U UO2QO2Q = 0 V = 0 V “ “零输入时零输出零输入时零输出” 抑制温漂和零漂。抑制温漂和零漂。 利用利用热敏元件热敏元件来低消三极管的变化。如：二极管、来低消三极管的变化。如：二极管、稳压二极管、稳压二极管、热敏电阻等。热敏电阻等。 温度补偿作用温度补偿作用： 由于电路结构对称，元件参数和特性相同，因而温度变由于电路结构对称，元件参数和特性

38、相同，因而温度变 化时化时UO1Q、UO2Q 始终相等，则始终相等，则 UOQ0，有效地抑制温漂和零漂。，有效地抑制温漂和零漂。射极偏置射极偏置： Re 具有稳定具有稳定输出输出静态工作静态工作点点 (UCEQ , ICQ )的作用的作用. 直流电流负反馈直流电流负反馈. 同样有效地抑制温漂和零漂。同样有效地抑制温漂和零漂。Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 ICQ ICQ IEQ IEQ UE UO2Q UO1Q UOQ 令：令： uI1 = uI2 = 0V 有有: IB1 = IB2 = IBQ =? IC1 = IC2 = ICQ =? IE1 = I

39、E2 = IEQ =? “同同,UBE 同同” UBE1 = UBE2 = UBEQ 0.7V UCE1Q = ? UCE2Q = ? UE = UBE1 = UBE2 0.7V 2IEQ 3.2 差动差动( (分分) )放大电路放大电路 P188P1881.结构结构:2. 静态分析静态分析3.动态分析动态分析3.2 差动差动( (分分) )放大电路放大电路 P188P1881.结构结构:2. 静态分析静态分析3.动态分析动态分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 3.动态分析动态分析Rc1Rc2Re

40、T1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制2222222121221211IdIcIIIIIIdIcIIIIIUUUUUUUUUUUUUU221IIIcUUU21IIIdUUU共模成分共模成分(信号信号)差模成分差模成分(信号信号)共模

41、成分共模成分(信号信号) :差模成分差模成分(信号信号) : c：common d：differential3.动态分析动态分析Rc1Rc2ReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 iC1 iC2 iE1 iE2 uE uO2 uO1 uO 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制 + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大

42、对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - +

43、UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2UI1 = UI2 = UId / /2 IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = ?UE = 0V UE = (IE1 IE2 ) Re = 0一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1

44、 UI2 UO2差模交流通路差模交流通路UI1 = UI2 = UId / /2 IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = ?UE = 0V一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1d UOd + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2d差模交流通路差模交流通路UI1 = UI

45、2 = UId / /2 IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = ?UE = 0VbecIddOdrRUUA211becIddOdOIdOddrRUUUUUA21beIdbeIBBrUrUII2121becIddOdrRUUA222单单单单双双一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc -

46、+ UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2UI1 = UI2 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re =

47、 2IE Re = IE 2Re 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2UI1 = UI2 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re = 2IE Re = IE 2Re

48、共模交流通路共模交流通路2Re2Re IE2 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 UE UO1c UOc + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2cUI1 = UI2 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re = 2IE Re

49、= IE 2Re 共模交流通路共模交流通路2Re2ReebecIccOcRrRUUA)1 (211ebecIccOcRrRUUA)1 (222021IccOcOIcOccUUUUUA单单单单双双 IE2 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 UE UO1c UOc + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2cUI1 = UI2

50、 = UIc IB1 = IB2 = ?IC1 = IC2 = ?IE1 = IE2 = IE = ？UE = (IE1 IE2 ) Re = 2IE Re = IE 2Re 共模交流通路共模交流通路2Re2ReebecIccOcRrRUUA)1 (211ebecIccOcRrRUUA)1 (222单单单单0221ecccRRAA单单单单讨论：讨论：Re 大时大时 IE2 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 I

51、C1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU1111111据据 U: a.a.差动差动( (分分) )放大放大b.b.抗内外干扰能力抗内外干扰能力dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU2222222OdIddIccIddOcOdOUUAUAUAUUU21OOOUUU或一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分

52、析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU1111111据据 U: a.a.差动差动( (分分) )放大放大b.b.抗内外干扰能力抗内外干扰能力dOIddIccIddcOdOOUUAUAUAUUU2222222OdIddIccIddOcOdOUUAUAUAUUU一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放

53、大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11常用常用分贝分贝表示：表示：(dB) lg2011cdCMRAAK单单单单beebeeberRrRr2)1 (2一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcR

54、cReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11单单ebecIccOcRrRUUA)1 (211becIddOdrRUUA211单单单单一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1

55、IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11单单beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。 I0 R0e 一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + -

56、UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11单单beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。 I0 R0e 射极恒流源偏置的差动放大电路射极恒流源偏置的差动放大电路： 恒流源的作用恒流源的作用： 等效交流电阻很大，而等效交流电阻很大，而等效直流电阻等效直流电阻并不大。并不大。 恒流源恒流源使共模电压增益减小，而不影响使共模电压增益减小，而不影响差模电压增益，从而增加共模抑制比。差模电压增益，从而增加共模抑制比。一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解

57、分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11单单beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。射极恒流源偏置的差动放大电路射极恒流源偏置的差动放大电路： 恒流源的作用恒流源的作用： 等效交流电阻很大，而等效交流电阻很大，而等效直流电阻等

58、效直流电阻并不大。并不大。 恒流源恒流源使共模电压增益减小，而不影响使共模电压增益减小，而不影响差模电压增益，从而增加共模抑制比。差模电压增益，从而增加共模抑制比。R3R1R2T3IC3Q一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcd

59、CMRAAK11单单beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。射极恒流源偏置的差动放大电路射极恒流源偏置的差动放大电路： R3R1R2T3IC3Q3211EEC3QV7 . 0RRRRVIce3321be333ce33)/1(rRRRrRrRo一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + -

60、UIc - + UId / /2 + - UIc UI1 UI2 UO2共模抑制比共模抑制比KCMRcdCMRAAK11单单beebeeberRrRr2)1 (2Re 大好大好, Re 代之以代之以恒流源。恒流源。R3R1R2T3IC3Q一对一对 (两个两个) 任意信号任意信号UI1 , UI2 分解分解 :对差模信号的放大对差模信号的放大对共模信号的抑制对共模信号的抑制3.动态分析动态分析RcRcReT1T2b1b2VCCVEEO1O2 uI1 uI2 IC1 IC2 IE1 IE2 UE UO1 UO + - UId / /2 + - UIc - + UId / /2 + - UIc UI