模拟电子技术第4章课件

第4章集成运算放大器4.1差分放大电路4.1.1基本差分放大电路1、静态分析及抑制零漂的工作原理（1）电路的组成基本差分放大电路如图4.1.1所示。电路由典型的工作点稳定的共射放大电路演变而来，是由两个电路参数和三极管特性完全对称的单管共射放大电路组合而成，具有两个输入端和两个输出端，在理想情况下，电路完全对称，即电路左、右两边元件特性和参数完全一致，且在外界条件变化时仍能保持一致。第4章集成运算放大器4.1.1基本差分放大电路1电路采用VCC、VEE双电源供电。RC为集电极电阻，用以将两个三极管的电流变化量转变为相应的电压变化量。Re为两个三极管的发射极公共电阻，用以抑制零点漂移，并决定两个三极管的静态工作点电流。RL是电路的负载。电路中，输入信号vI1、vI2从两个三极管的基极加入、输出信号vO从两个三极管的集电极之间取出，称为双端输入、双端输出方式。或者说，双端输入、双端输出方式的输入端与输出端均没有接“地”点。（2）差模信号当两个输入端上所加的信号大小相等、极性相反时，称为差模输入信号，用vId表示，这种输入方式称为差模输入方式，即vI1＝－vI2，vId＝vI1－vI2。电路采用VCC、VEE双电源供电。RC为集电极电阻，用以将两2（3）共模信号当两个输入端上所加的信号大小相等、极性相同时，称为共模输入信号，用vIc表示，这种输入方式称为共模输入方式，即（4）零点漂移（简称零漂）是指：放大电路输入信号为零时，输出信号不为零的现象。由于温度变化所引起的三极管参数的变化（三极管是温度参数的敏感元件）是产生零点漂移现象的主要原因，由此而产生的零点漂移也称之为温度漂移（简称温漂）。（5）静态分析及抑制零点漂移的工作原理当输入信号vI1＝vI2＝0，即输入信号为零、静态时，由于两管的特性相同、元件参数对称，流经Re的电流为两个三极管发射极电流的和，所以可见，静态时，电路的输出电压为零。

（3）共模信号3当环境温度发生变化或电源电压出现波动时，将引起三极管参数的变化。但，由于两管特性相同，电路对称，由温度变化或电源电压波动变化引起的两个三极管参数的变化量是相同的，△iC1＝△iC2，△vC1＝△vC2，所以输出电压变化量为△vO＝△vC1－△vC2＝0。上述分析说明，差分放大电路利用电路的对称特性对两管产生的同向漂移具有很强的抑制作用，即差分放大电路对温漂等零点漂移现象具有很强的抑制作用。这是差分放大电路的突出优点。2、双端输入时的动态分析（1）对差模信号的放大作用双端输入、双端输出若在图4.1.1所示电路中加上差模信号，由于电路对称，集电极电流ic1的增加量和ic2的减小量相同，即△iC1＝－△iC2，△iE1＝－△iE2，△iE＝△iE1＋△iE2＝0，，故Re上不存在差模信号，Re对于差模信号来说相当于短路，即对差模信号而言，E点相当于接当环境温度发生变化或电源电压出现波动时，将引起三极管参数的变4“地”端。所以，电路加上差模信号时，有

表明，差分放大电路双端输出时的差模电压放大倍数Avd等于单管放大电路的差模电压放大倍数。“地”端。所以，电路加上差模信号时，有5【案例分析4.1.1】在图4.1.1所示电路中，已知三极管β1＝β2＝50，rbe≈2kΩ，Re＝2kΩ，Rc＝10kΩ，RL＝20kΩ。求：差模输入电阻、差模输出电阻和差模电压放大倍数。分析、求解：由于整个差分放大电路双端输出时的差模放大倍数Avd等于单管放大电路的电压放大倍数，故可通过单管，对称的一半电路（简称半边电路）的微变等效电路求出Avd。在差模输入时，两管集电极电流变化量大小相等、方向相反，负载RL的中点电位是不随信号变化的零电位，即中点可等效看作交流地，于是有差模信号的交流通路，如图4.1.2（a）所示。因为半边电路的负载为RL/2，于是有半边电路的差模交流小信号微变等效电路如图4.1.2（b）所示。【案例分析4.1.1】在图4.1.1所示电路中，已知三极管β6（a）（b）图4.1.2图4.1.1电路的差模等效电路（a）差模信号交流通路（b）差模半边电路微变等效电路（a）（b）图4.1.2图4.1.1电路的差模等效电路7从图4.1.2（a）中可以看出，从电路的两个输入端看进去的等效电阻，即电路的差模输入电阻Rid为Rid＝2rbe （4.1.5）此处，Rid≈2×2kΩ＝4kΩ从电路的两个输出端看进去的等效电阻，即电路的差模输出电阻Rod为Rod＝2Rc （4.1.6）此处，Rod＝2×10kΩ＝20kΩ从图4.1.1（b）中可以看出双端输出时的差模电压放大倍数Avd为（4.1.7）从图4.1.2（a）中可以看出，从电路的两个输入端看进去的等8双端输入、单端输出此时，在图4.1.1所示电路中，T1或T2的集电极接负载RL对地输出，差模电压放大倍数是指单端输出电压vOd1（或vOd2）与差模输入电压vId之比，即相对于输出端vc1而言，vI1称为反相输入端，vI2称为同相输入端。电路的差模输入电阻Rid与双端输出电路一样，没有变，仍为Rid＝2rbe。电路的差模输出电阻Rod为Rod＝Rc，是双端输出电路差模输出电阻的一半。

（4.1.8a）

（4.1.8b）

双端输入、单端输出（4.1.8a）（4.1.8b）9（2）对共模信号的抑制作用在实际情况下，加到差分放大电路两输入端的信号电压往往是合成信号，它们既不是完全的差模信号，也不是完全的共模信号，而是可以分解为一对数值相等、极性相同的共模信号和一对数值相等、极性相反的差模信号之和，即vI1＝vIc＋vId/2，vI2＝vIc－vId/2其中vIc＝（vI1＋vI2）/2，vId＝vI1－vI2 （4.1.9）实际上，共模输入时，差分放大电路对共模信号的抑制，不但利用了电路中两半电路参数对称性所起的补偿作用，而且还利用了发射极电阻Re对共模信号的负反馈作用，抑制了每只三极管集电极电流的变化，从而抑制了集电极电位的变化。（2）对共模信号的抑制作用10从图4.1.1所示电路中可以看出，当共模信号作用于电路，且△vIc为正时，电路中三极管各极电流、电压的变化方向如下：因为△vE＝△iE·2Re，所以对于每边三极管而言，发射极等效电阻为2Re。显然，Re阻值愈大，负反馈作用愈强，电路对共模信号的抑制作用愈强。但Re的取值不宜过大，因为由式（4.1.1）可知，它受电源电压VEE的限制。

从图4.1.1所示电路中可以看出，当共模信号作用于电路，且△11【案例分析4.1.2】在图4.1.1所示电路中，若电路参数同案例分析4.1.1，且输入信号vI1＝5.25V，vI2＝5V，试求：该电路的差模输入信号，共模输入信号；双端输出和单端输出时的共模电压增益，共模输入电阻和共模输出电阻。分析、求解：由vI1≠vI2，可知，电路输入信号中既有差模信号的成分，又有共模信号的成分，由式（4.1.9），有vId＝vI1－vI2＝（5.25－5）V＝0.25VvIc＝（vI1＋vI2）/2＝（5.25＋5）×1/2V＝5.125V上述分析同时表明，实际中用仪表可检测vI1、vI2和vId，但用仪表不能直接检测vIc。在图4.4.1所示电路中加入共模信号，此时在共模信号的作用下，由于电路对称，差分放大电路两管集电极电位总是相等的，因此，双端输出时，负载电阻RL中的共模信号电流为零，RL可视为开路；而两管集电极电流的变化总是大小相等、方向相同的，因此，Re上的共模信号压降ve≈2ic1Re＝ic1·2Re，从电压等效的观点，可以认为每个三极管的发射极回路中串接了一个2Re的电阻。

【案例分析4.1.2】在图4.1.1所示电路中，若电路参数同12双端输入、双端输出此时有双端输入、双端输出的共模信号交流通路，如图4.1.3（a）所示；半边电路的共模微变等效电路，如图4.1.3（b）所示。共模电压放大倍数是指共模输出电压vOc与共模输入电压vIc之比。由图4.1.3（a）中可以看出，双端输出时共模电压放大倍数Avc为(a)(b)图4.1.3图4.1.1电路的共模等效电路（a）共模信号交流通路（b）共模半边电路微变等效电路双端输入、双端输出(a)(b)图4.1.3图4.1.113（4.1.10）

由于电路完全对称，vOc1＝vOc2，故Avc＝0。温度变化或电压波动引起两管集电极电流的变化，可以等效地视为在输入端加入共模信号的结果。差分放大电路对共模信号的抑制作用，其实质就是用一管集电极电流的变化去补偿另一管集电极电流的变化。从图4.1.3（a）所示电路的两输入端看进去的共模输入电阻为两个半边等效电路输入电阻的并联值，即Ric＝［rbe＋（1＋β）·2Re］/2 （4.1.11）此处，Ric＝［2＋（1＋50）×2×2］/2kΩ＝103kΩ通常，Re在几千欧以上，故共模输入电阻比差模输入电阻大得多。从两个输出端看进去的共模输出电阻为从任一输出端看进去电阻的两倍，即Roc≈2Rc （4.1.12）此处Roc≈2×10kΩ＝20kΩ

（4.1.10）由于电路完全对称，vOc1＝vOc2，故A14双端输入、单端输出此时，在图4.1.1所示电路中，RL不能视为开路，RL是接在一管的集电极与“地”之间。其共模电压放大倍数为

由于（1＋β）·2Re＞＞rbe，上式可简化为（4.1.13）

（4.1.14）

在实际电路中，一般2Re＞RL'，故Avc1＜1。即差分放大电路对共模信号没有放大作用，且Re越大，Avc1越小，电路对共模信号的抑制能力越强。显然，共模单端输出方式对共模信号的抑制能力要比双端输出方式的小。双端输入、单端输出（4.1.13）（4.1.14）在15电路的共模输入电阻Ric与双端输出电路一样，仍为Ric＝［rbe＋（1＋β）·2Re］/2。电路的共模输出电阻Roc为Roc＝Rc，是双端输出电路共模输出电阻的一半。（3）共模抑制比KCMR共模抑制比是用来衡量差分放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力的一个指标参数，它定义为差模电压放大倍数Avd与共模电压放大倍数Avc之比的绝对值，用KCMR表示，即（4.1.15）

此值越大，说明差分放大电路放大差模信号的能力和抑制零点漂移的能力越强，放大电路的性能越好，一般差分放大电路的KCMR＝103~106。电路的共模输入电阻Ric与双端输出电路一样，仍为Ric＝［r16在电路完全对称时，若采用双端输出方式，由于Avc≈0，其KCMR趋于无限大；若采用单端输出方式，依式（4.1.8）和式（4.1.14）可得由上式可见，为了提高电路对共模信号的抑制能力，须选用阻值较大的Re，因此，常用直流电阻小，交流电阻大的电流源电路来替代Re。（4.1.16）在电路完全对称时，若采用双端输出方式，由于Avc≈0，其KC174.1.2差分放大电路的单端输入方式1、单端输入方式差分放大电路按输入、输出方式不同可组成4种典型电路。除了上节分析的双端输入、双端输出方式和双端输入、单端输出方式外，实际应用中，有时要求放大电路的输入端有一端接地（如vId＝vI1，vI2＝0），如图4.1.4所示，称为单端输入方式。2、单端输入方式的差模特性在图4.1.4所示电路中，Re通常满足Re＞＞re（发射结电阻）的条件，这样就可以近似地认为，输入信号电压vId均分在两管的输入回路上（将Re支路看成开路），如图4.1.5所示。此时，vbe1≈vId/2，vbe2≈－vId/2，即单端输入时，电路的工作状态与双端输入时近似一致。如Re足够大，则电路由单端输入、双端输出时，其差模电压放大倍数与式（4.1.7）一致，即4.1.2差分放大电路的单端输入方式18电路由单端输出时，其差模电压放大倍数与式（4.1.8）近似一致，即其他指标也与双端输入电路近似一致。图4.1.4单端输入差分放大电路图4.1.5单端输入差分放大电路差模的交流通路电路由单端输出时，其差模电压放大倍数与式（4.1.8）近似一194.1.3带恒流源的改进型差分放大电路如前所述，增大差分放大电路发射极电阻Re的阻值，能够有效地抑制每一边电路的温漂，提高共模抑制比，这一点对于单端输出方式尤为重要。可以设想，若Re为无限大，根据式（4.1.14）和式（4.1.15），有Avc→0，KCMR→∞。但由于VEE和差分管耐压特性的限制，Re不能取值过大。若采用直流电阻小、交流电阻大，具备恒流源特性的工作点稳定的共射放大电路来等效代替发射极电阻Re，则既能适用于较低的电源电压，又可提高电路的共模抑制比。

如图4.1.6所示，当三极管工作在放大区时，对于确定的基极电流（亦即确定的发射结电压）而言，集电极电流具有近似的恒流特性，即当集电极电压有一个较大的变化量△vce时，集电极电流ic4.1.3带恒流源的改进型差分放大电路如图4.1.6所示，20图4.1.6放大电路的恒流特性集电极电流ic基本不变，△iC很小。此时，三极管c、e之间的交流等效电阻数值很大，而直流电阻很小(）。因此，在集成运放电路中广泛地采用这种由工作在放大区内的三极管构成的恒流源电路来代替差分电路中的发射极电阻Re和集电极电阻Rc。

图4.1.6放大电路的恒流特性集电极电流ic基本不变，△21带恒流源的改进型差分放大电路，如图4.1.7（a）所示，其简化电路如图4.1.7（b）所示。在图4.1.7（a）所示电路中，IC3由T3管提供，其值可通过调节T3管的基极静态偏置电流IB3来确定，而差分放大电路所需的发射极电阻Re就是T3管呈现的输出交流电阻rce3，显然其数值是很大的。实践证明，与基本差分放大电路比较，KCMR可提高1~2个数量级。在图4.1.7（a）所示电路中，设vBE3＝VD，则

由于恒流源不影响差模输入时差分放大电路的工作状态，因此其差模电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的分析、计算和前面所述相同，不再重复。带恒流源的改进型差分放大电路，如图4.1.7（a）所示，其简22图4.1.7带恒流源的差分放大电路（a）带恒流源的差分放大电路（b）电路的简化表示【案例分析4.1.3】具有调零电位器的差分放大电路及电路参数如图4.1.8所示，三极管的β＝50，VBE（on）＝0.7V，rbb＇＝200Ω，试求：（1）电路的静态工作点，IC1、IC2和VC1、VC2；（2）差模电压放大倍数、输入电阻、输出电阻；图4.1.7带恒流源的差分放大电路【案例分析4.1.3】具23（4）当vI1＝5mV、vI2＝1mV时，在第3问条件下的单端输出总电压vO1。分析、求解：（1）由于实际电路两边参数不可能完全对称，常用调零电位器RP来消除由于电路不对称而引起的零漂现象。在分析、求解电路时，可假定RP的动触点置于中间位置。静态时，VC1＝VC2，负载RL中的电流为零，可认为RL开路。由此，有直流通路如图4.1.9所示。由图4.1.9可得VC1＝VC2＝VCC－ICRC≈（6－0.856×3）V＝3.432V（4）当vI1＝5mV、vI2＝1mV时，在第3问条件下的单24（2）差模放大，双端输出时，有

≈2×5.27kΩ＝10.54kΩ

Rod＝2Rc＝2×3＝6kΩ（3）单端输出时，有

（2）差模放大，双端输出时，有≈2×5.27kΩ＝10.525Ro1＝Rc1＝3kΩ（4）单端输出时，输出总电压为VId＝vI1－vI2＝（5－1）mV＝4mVVIc＝（vI1＋vI2）/2＝［（5＋1）/2］mV＝3mVVO1＝vIdAvd1＋vIcAvc1≈［4×（－9.5）＋3×（－0.32）］mV＝－38.96mVRo1＝Rc1＝3kΩ26图4.1.8差分电路图4.1.9直流通路4.2集成运算放大器4.2.1集成运算放大器简介集成运算放大器（通常简称运放）是一种十分理想的集成放大器件。在模拟集成电路中应用最广，已远远超出了数学运算的范畴，几乎涉及模拟信号处理的各个领域，应用十分广泛。1、集成运算放大器的基本组成图4.1.8差分电路图4.1.9直流通路4.2集成运算27图4.2.1集成运算放大器内部组成框图集成运算放大器从本质上看就是一种高性能的直接耦合放大电路，其内部组成通常包含四个基本部分，即差分输入级、中间电压放大级、功率放大输出级和偏置电路，如图4.2.1所示。图4.2.1集成运算放大器内部组成框图现以图4.2.2所示的简化的通用型集成运算放大器741的内部电路为例来介绍集成运算放大器的组成及工作原理。（1）输入级输入级是由T1~T6组成的双端输入、单端输出的差分放大电路。为了

图4.2.1集成运算放大器内部组成框图图4.2.1集成运28减小零点漂移和抑制共模干扰信号，运算放大器的输入级一般都采用具有恒流源的差分放大电路，故又称差动输入级。（2）中间级中间电压放大级由T16、T17组成。T16为共集电极电路，T17为共发射极放大电路。T17的集电极负载为由T13B构成的有源负载，其交流电阻很大，故本级可以获得很高的电压增益，同时也具有较高的输入电阻。运算放大器的总的电压增益主要是由中间级提供的，一般都采用带有恒流源负载的复合管结构形式的共射放大电路，以具有较高的输入电阻和较大的电压放大倍数，其电压放大倍数可达几千倍以上，故又称中间电压放大级。（3）输出级本级是由T14和T20组成的工作在甲乙类放大状态的互补对称的功率放大电路。为具有较大的电压输出幅度、较高的输出功率与较低的输出电阻，运算放大器的输出级一般都采用准互补功率放大电路或射极输出器电路。为了限制通过输出管的电流，保证三极管安全工作，实际电路中一般都加有保护电路。

减小零点漂移和抑制共模干扰信号，运算放大器的输入级一般都采用29（4）偏置电路741型集成运算放大器由24个三极管、10个电阻和一个电容器组成。为降低功耗、限制温升，741采用了微电流源电路作为偏置电路为各级电路提供合适的静态工作电流。运算放大器的偏置电路一般都是由各种类型的恒流源电路构成。图4.2.2741集成运算放大器的简化电路（4）偏置电路图4.2.2741集成运算放大器的简化电路303、集成运算放大器的电路符号目前，集成运放常用的封装方式有双列直插式塑料封装和圆形金属封装两种。通用型集成运放741的外形和引脚分布如图4.2.3所示。图4.2.3集成运放741外形、引脚图（a）外形图片（b）外形图（c）引脚分布图（d）连接示意图（b）（d）（c）（a）3、集成运算放大器的电路符号图4.2.3集成运放741外形31集成运算放大器的电路符号如图4.2.4所示，图中“”表示信号的传输方向，“∞”表示为理想条件。由于集成运放的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端。两个输入端中，N称为反相输入端，用符号“－”表示，对应的输入电压用“vN”或“v－”表示，表明输入信号若由此端加入，由它产生的输出信号与该输入信号反相，故称反相端；P称为同相输入端，用符号“＋”表示，对应的输入电压用“vP”或“v＋”表示，表明输入信号若由此端加入，由它产生的输出信号与该输入信号同相，故称同相端。输出电压用“vo”表示。大多数集成运算放大器需要正、负对称的两个直流电源供电，正电源用“＋VCC”表示，负电源用“－VEE”表示。电路符号中一般并不标出，采用默认处理。运算放大器的参考地就是两个电源的公共地端。集成运算放大器的电路符号如图4.2.4所示，图中“”表示32图4.2.4集成运算放大器的电路符号（a）国家标准规定的符号（b）现阶段国际普遍使用的符号4.2.2集成运算放大器的主要技术指标为了描述集成运放的性能，提出了许多项技术指标，现将常用的几项主要技术指标介绍如下：1、电源电压范围允许施加于集成运放电源端子的最大直流电源＋VCC和－VEE的电压范围。2、开环差模电压放大倍数（增益）Aod在标称电源电压及规定负载下，运放在无反馈情况下工作在线性区时的直流差模增益。

Aod定义为输出电压变化量与输入差模电压变图4.2.4集成运算放大器的电路符号4.2.2集成运算放33化量之比。它是决定运放精度的重要指标，通常用分贝（dB）表示，即（4.2.1）

Aod是频率的函数，但通常给出的是直流开环增益。理想情况下希望Aod为无限大，实际运放Aod一般为105左右，即100dB左右，高质量的集成运放Aod可达140dB以上。3、输入失调电压VIO一个理想的集成运放，当输入电压为零时，输出电压也应为零。实际使用中，由于制造工艺等原因，集成运放的差动输入级不可能完全对称，通常在输入电压为零时，存在一定的输出电压，将其折算到输入端就是输入失调电压，它在数值上等于为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加入的直流补偿电压。若运放工作在线性区，输入失调电压VIO为化量之比。它是决定运放精度的重要指标，通常用分贝（dB）表示34（4.2.2）VIO愈小，表明电路参数的对称性愈好。一般运放的VIO值为1~10mV，高质量的运放VIO值在1mV以下。4、输入失调电流IIO一个理想的集成运放两输入端的静态电流应该完全相等。实际上，当集成运放的输出电压为零时，两输入端的电流不相等，这个静态电流之差就是输入失调电流IIO，即IIO＝｜IB1－IB2｜ （4.2.3）IIO反映输入级差放管输入电流的不对称程度，其值愈小愈好，一般运放为几十到一百纳安，高质量的运放IIO小于1nA。5、温度漂移放大器的温度漂移是指输入失调电压和输入失调电流随温度漂移的大小。（4.2.2）VIO愈小，表明电路参数的对称性愈好。一般运35（1）输入失调电压温漂dVIO/dT这是指在规定温度范围内VIO的温度系数，dVIO/dT亦称为输入失调电压的温度漂移，是衡量运放的重要指标，其值愈小，表明运放的温漂愈小。一般运放为10~20μV/℃，高质量的运放dVIO/dT值小于0.5μV/℃。这个指标往往比失调电压更为重要，因为dVIO/dT不能用外接调零电阻的方法补偿。（2）输入失调电流温漂dIIO/dT这是指在规定温度范围内IIO的温度系数，也是对放大器失调电流温度漂移的量度。同样不能用外接调零装置来补偿。一般运放dIIO/dT为几nA/℃，高质量的运放dIIO/dT值小于几十pA/℃。6、共模抑制比KCMR共模抑制比等于差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比的绝对值，常用分贝（dB）表示，即（1）输入失调电压温漂dVIO/dT36（4.2.4）

这个指标用以衡量集成运放抑制温漂的能力。多数集成运放的KCMR在80dB以上，高质量的运放KCMR可达160dB。7、差模输入电阻ridrid是集成运放对输入差模信号的输入电阻，即两输入端之间的电阻。Rid愈大，集成运放从信号源索取的电流愈小。一般的集成运放rid大于几兆欧，以场效应管作为输入级的集成运放，rid可达106MΩ。8、输出电阻ro在开环条件下，运算放大器输出端等效为电压源时的动态内阻称为运算放大器的输出电阻，记为ro。ro的理想值为零，实际值一般为100Ω~1kΩ。9、开环带宽BW（fH）和单位增益带宽BWG（fT）开环带宽BW又称－3dB带宽，是指运算放大器在正弦小信号激励下，

开环差模电压增益值下降3dB时所对应的输入信号频率fH。一（4.2.4）这个指标用以衡量集成运放抑制温漂的能力。多数37般集成运放的fH值较低，只有几赫兹至几千赫兹。BWG是指集成运放在开环差模电压增益下降到0dB时所对应的输入信号频率fT，此时开环差模电压放大倍数等于1。BWG用以衡量集成运放的一项重要品质因数――增益带宽积的大小。10、最大差模输入电压VIdmax最大差模输入电压VIdmax指的是集成运放正常工作时，反相和同相输入端之间所能施加的最大差模电压值。超过这个电压值，运放输入级某一侧的三极管将出现发射结反向击穿，而使运放的性能显著恶化，甚至可能造成永久性损坏。利用平面工艺制成的NPN管的发射极反向击穿电压约为±5V左右，而横向三极管可达±30V以上。例如F007集成运放，它的差动输入级由NPN和PNP组合管组成，利用PNP管的高基射极反向击穿电压，大大扩展了最大差模输入电压。11、最大共模输入电压VIcmax最大共模输入电压VIcmax是指输入级能正常放大差模信号情况下允许输入的最大共模信号值，若超过此值，则运放不能对差模信号进行放大。因此，实际应用中，要特别注意输入信号中共模信号的大般集成运放的fH值较低，只有几赫兹至几千赫兹。38小。12、转换速率SR转换速率是指放大器在闭环状态下，输入大信号（例如阶跃信号或突变信号）时，放大器输出电压对时间的最大变化速率，即（4.2.5）SR是衡量集成运放在大信号作用时的适应能力和工作速度的指标参数，常用每微秒输出电压变化多少伏来表示。当输入信号变化斜率的绝对值小于SR时，输出电压才能按线性规律变化。信号幅值愈大、频率愈高，要求集成运放的SR值也就愈大。3、输入偏置电流IIBIIB是输入级差放管的基极（栅极）偏置电流的平均值，即IIB＝（IB1＋IB2）1/2 （4.2.6）IIB愈小，信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就愈小。而通常IIB愈小，往往IIO也愈小。小。（4.2.5）SR是衡量集成运放在大信号作用时的适应能39集成运放的其它技术指标还有电源电压抑制比KSVR、电源电流IW、耗散功率Pco、最大输出电压VOmax、全功率带宽BWP、非线性失真、等效输入噪声电压en或等效输入噪声电流in等。在近似分析时，常把集成运放的指标参数理想化，即认为Aod、KCMR、rid、fH等参数值为无限大，而ro、VIO、dVIO/dT、IIO、dIIO/dT和IIB等参数值为零。表4.2.1列出了通用型集成运放LM741的主要技术指标的典型值，以建立通用型集成运放主要技术指标数值范围的概念。集成运放的其它技术指标还有电源电压抑制比KSVR、电源电流I4080~550nAIIB1~1.2MHzBWG＜85mW功耗PCO±18VVIdmax0.5V/μsSR70~90dBKCMR7HzBW75ΩRo15ΜV/℃dVIO/dT0.3~2MΩRid20~200nAIIO96~106dBAod1~5mVVIO±5~±22VVCC(VEE)数值范围单位参数数值范围单位参数表4.2.1集成运放LM741的主要技术指标80~550nAIIB1~1.2MHzBWG＜85mW功耗P41本章小结1、差分放大电路又称差动放大器，是集成运算放大器中重要的基本单元电路，2、基本差分放大电路由两个单管共射极放大电路组合而成，具有两个输入端和两个输出端，在理想情况下，电路完全对称，即电路左右两边元件特性和参数完全一致，且在外界条件变化时仍能保持一致。3、理想的差分放大器只放大两输入端的差模信号，抑制两输入端的共模信号。为提高共模抑制比，实际差分放大器电路多采用恒流源偏置。4、差分放大电路常见的连接有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。双端输出方式对共模信号的抑制能力要比单端输出方式强。其具体性能比较如表4.1.1所示。5、集成运算放大器的电路组成和结构基本相同，通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。本章小结426、集成运算放大器的主要技术参数有：电源电压范围、输入失调电压VIO、输入偏置电流IIB和输入失调电流IIO、温度漂移、最大差模输入电压VIdmax、最大共模输入电压VIcmax、转换速率SR、开环差模电压放大倍数（增益）Aod、开环带宽BW和单位增益带宽BWG、差模输入电阻rid和共模抑制比KCMR等。6、集成运算放大器的主要技术参数有：电源电压范围、输入失调电43，非常小，连接方式1双端输出单端输出双端输入单端输入双端输入单端输入典型电路差模电压放大倍数共模放大倍数及共模抑制比非常大式中Re为电流源内阻，非常大差模输入电阻Rid≈2rbe共模输入电阻Ric＝［rbe＋（1＋β）·2Re］/2输出电阻Ro≈2RcRo≈Rc用途适用于输入、输出都不需接地的场合适用于将单端输入转换为双端输出的场合适用于将双端输入转换为单端输出的场合适用于输入、输出电路中需要有公共接地的场合表4.1.1差分放大电路四种连接方式及其性能比较，非常小，连接方式1双端输出单端输出双端输入单端输入双端输44第4章集成运算放大器4.1差分放大电路4.1.1基本差分放大电路1、静态分析及抑制零漂的工作原理（1）电路的组成基本差分放大电路如图4.1.1所示。电路由典型的工作点稳定的共射放大电路演变而来，是由两个电路参数和三极管特性完全对称的单管共射放大电路组合而成，具有两个输入端和两个输出端，在理想情况下，电路完全对称，即电路左、右两边元件特性和参数完全一致，且在外界条件变化时仍能保持一致。第4章集成运算放大器4.1.1基本差分放大电路45电路采用VCC、VEE双电源供电。RC为集电极电阻，用以将两个三极管的电流变化量转变为相应的电压变化量。Re为两个三极管的发射极公共电阻，用以抑制零点漂移，并决定两个三极管的静态工作点电流。RL是电路的负载。电路中，输入信号vI1、vI2从两个三极管的基极加入、输出信号vO从两个三极管的集电极之间取出，称为双端输入、双端输出方式。或者说，双端输入、双端输出方式的输入端与输出端均没有接“地”点。（2）差模信号当两个输入端上所加的信号大小相等、极性相反时，称为差模输入信号，用vId表示，这种输入方式称为差模输入方式，即vI1＝－vI2，vId＝vI1－vI2。电路采用VCC、VEE双电源供电。RC为集电极电阻，用以将两46（3）共模信号当两个输入端上所加的信号大小相等、极性相同时，称为共模输入信号，用vIc表示，这种输入方式称为共模输入方式，即（4）零点漂移（简称零漂）是指：放大电路输入信号为零时，输出信号不为零的现象。由于温度变化所引起的三极管参数的变化（三极管是温度参数的敏感元件）是产生零点漂移现象的主要原因，由此而产生的零点漂移也称之为温度漂移（简称温漂）。（5）静态分析及抑制零点漂移的工作原理当输入信号vI1＝vI2＝0，即输入信号为零、静态时，由于两管的特性相同、元件参数对称，流经Re的电流为两个三极管发射极电流的和，所以可见，静态时，电路的输出电压为零。

（3）共模信号47当环境温度发生变化或电源电压出现波动时，将引起三极管参数的变化。但，由于两管特性相同，电路对称，由温度变化或电源电压波动变化引起的两个三极管参数的变化量是相同的，△iC1＝△iC2，△vC1＝△vC2，所以输出电压变化量为△vO＝△vC1－△vC2＝0。上述分析说明，差分放大电路利用电路的对称特性对两管产生的同向漂移具有很强的抑制作用，即差分放大电路对温漂等零点漂移现象具有很强的抑制作用。这是差分放大电路的突出优点。2、双端输入时的动态分析（1）对差模信号的放大作用双端输入、双端输出若在图4.1.1所示电路中加上差模信号，由于电路对称，集电极电流ic1的增加量和ic2的减小量相同，即△iC1＝－△iC2，△iE1＝－△iE2，△iE＝△iE1＋△iE2＝0，，故Re上不存在差模信号，Re对于差模信号来说相当于短路，即对差模信号而言，E点相当于接当环境温度发生变化或电源电压出现波动时，将引起三极管参数的变48“地”端。所以，电路加上差模信号时，有

表明，差分放大电路双端输出时的差模电压放大倍数Avd等于单管放大电路的差模电压放大倍数。“地”端。所以，电路加上差模信号时，有49【案例分析4.1.1】在图4.1.1所示电路中，已知三极管β1＝β2＝50，rbe≈2kΩ，Re＝2kΩ，Rc＝10kΩ，RL＝20kΩ。求：差模输入电阻、差模输出电阻和差模电压放大倍数。分析、求解：由于整个差分放大电路双端输出时的差模放大倍数Avd等于单管放大电路的电压放大倍数，故可通过单管，对称的一半电路（简称半边电路）的微变等效电路求出Avd。在差模输入时，两管集电极电流变化量大小相等、方向相反，负载RL的中点电位是不随信号变化的零电位，即中点可等效看作交流地，于是有差模信号的交流通路，如图4.1.2（a）所示。因为半边电路的负载为RL/2，于是有半边电路的差模交流小信号微变等效电路如图4.1.2（b）所示。【案例分析4.1.1】在图4.1.1所示电路中，已知三极管β50（a）（b）图4.1.2图4.1.1电路的差模等效电路（a）差模信号交流通路（b）差模半边电路微变等效电路（a）（b）图4.1.2图4.1.1电路的差模等效电路51从图4.1.2（a）中可以看出，从电路的两个输入端看进去的等效电阻，即电路的差模输入电阻Rid为Rid＝2rbe （4.1.5）此处，Rid≈2×2kΩ＝4kΩ从电路的两个输出端看进去的等效电阻，即电路的差模输出电阻Rod为Rod＝2Rc （4.1.6）此处，Rod＝2×10kΩ＝20kΩ从图4.1.1（b）中可以看出双端输出时的差模电压放大倍数Avd为（4.1.7）从图4.1.2（a）中可以看出，从电路的两个输入端看进去的等52双端输入、单端输出此时，在图4.1.1所示电路中，T1或T2的集电极接负载RL对地输出，差模电压放大倍数是指单端输出电压vOd1（或vOd2）与差模输入电压vId之比，即相对于输出端vc1而言，vI1称为反相输入端，vI2称为同相输入端。电路的差模输入电阻Rid与双端输出电路一样，没有变，仍为Rid＝2rbe。电路的差模输出电阻Rod为Rod＝Rc，是双端输出电路差模输出电阻的一半。

（4.1.8a）

（4.1.8b）

双端输入、单端输出（4.1.8a）（4.1.8b）53（2）对共模信号的抑制作用在实际情况下，加到差分放大电路两输入端的信号电压往往是合成信号，它们既不是完全的差模信号，也不是完全的共模信号，而是可以分解为一对数值相等、极性相同的共模信号和一对数值相等、极性相反的差模信号之和，即vI1＝vIc＋vId/2，vI2＝vIc－vId/2其中vIc＝（vI1＋vI2）/2，vId＝vI1－vI2 （4.1.9）实际上，共模输入时，差分放大电路对共模信号的抑制，不但利用了电路中两半电路参数对称性所起的补偿作用，而且还利用了发射极电阻Re对共模信号的负反馈作用，抑制了每只三极管集电极电流的变化，从而抑制了集电极电位的变化。（2）对共模信号的抑制作用54从图4.1.1所示电路中可以看出，当共模信号作用于电路，且△vIc为正时，电路中三极管各极电流、电压的变化方向如下：因为△vE＝△iE·2Re，所以对于每边三极管而言，发射极等效电阻为2Re。显然，Re阻值愈大，负反馈作用愈强，电路对共模信号的抑制作用愈强。但Re的取值不宜过大，因为由式（4.1.1）可知，它受电源电压VEE的限制。

从图4.1.1所示电路中可以看出，当共模信号作用于电路，且△55【案例分析4.1.2】在图4.1.1所示电路中，若电路参数同案例分析4.1.1，且输入信号vI1＝5.25V，vI2＝5V，试求：该电路的差模输入信号，共模输入信号；双端输出和单端输出时的共模电压增益，共模输入电阻和共模输出电阻。分析、求解：由vI1≠vI2，可知，电路输入信号中既有差模信号的成分，又有共模信号的成分，由式（4.1.9），有vId＝vI1－vI2＝（5.25－5）V＝0.25VvIc＝（vI1＋vI2）/2＝（5.25＋5）×1/2V＝5.125V上述分析同时表明，实际中用仪表可检测vI1、vI2和vId，但用仪表不能直接检测vIc。在图4.4.1所示电路中加入共模信号，此时在共模信号的作用下，由于电路对称，差分放大电路两管集电极电位总是相等的，因此，双端输出时，负载电阻RL中的共模信号电流为零，RL可视为开路；而两管集电极电流的变化总是大小相等、方向相同的，因此，Re上的共模信号压降ve≈2ic1Re＝ic1·2Re，从电压等效的观点，可以认为每个三极管的发射极回路中串接了一个2Re的电阻。

【案例分析4.1.2】在图4.1.1所示电路中，若电路参数同56双端输入、双端输出此时有双端输入、双端输出的共模信号交流通路，如图4.1.3（a）所示；半边电路的共模微变等效电路，如图4.1.3（b）所示。共模电压放大倍数是指共模输出电压vOc与共模输入电压vIc之比。由图4.1.3（a）中可以看出，双端输出时共模电压放大倍数Avc为(a)(b)图4.1.3图4.1.1电路的共模等效电路（a）共模信号交流通路（b）共模半边电路微变等效电路双端输入、双端输出(a)(b)图4.1.3图4.1.157（4.1.10）

由于电路完全对称，vOc1＝vOc2，故Avc＝0。温度变化或电压波动引起两管集电极电流的变化，可以等效地视为在输入端加入共模信号的结果。差分放大电路对共模信号的抑制作用，其实质就是用一管集电极电流的变化去补偿另一管集电极电流的变化。从图4.1.3（a）所示电路的两输入端看进去的共模输入电阻为两个半边等效电路输入电阻的并联值，即Ric＝［rbe＋（1＋β）·2Re］/2 （4.1.11）此处，Ric＝［2＋（1＋50）×2×2］/2kΩ＝103kΩ通常，Re在几千欧以上，故共模输入电阻比差模输入电阻大得多。从两个输出端看进去的共模输出电阻为从任一输出端看进去电阻的两倍，即Roc≈2Rc （4.1.12）此处Roc≈2×10kΩ＝20kΩ

（4.1.10）由于电路完全对称，vOc1＝vOc2，故A58双端输入、单端输出此时，在图4.1.1所示电路中，RL不能视为开路，RL是接在一管的集电极与“地”之间。其共模电压放大倍数为

由于（1＋β）·2Re＞＞rbe，上式可简化为（4.1.13）

（4.1.14）

在实际电路中，一般2Re＞RL'，故Avc1＜1。即差分放大电路对共模信号没有放大作用，且Re越大，Avc1越小，电路对共模信号的抑制能力越强。显然，共模单端输出方式对共模信号的抑制能力要比双端输出方式的小。双端输入、单端输出（4.1.13）（4.1.14）在59电路的共模输入电阻Ric与双端输出电路一样，仍为Ric＝［rbe＋（1＋β）·2Re］/2。电路的共模输出电阻Roc为Roc＝Rc，是双端输出电路共模输出电阻的一半。（3）共模抑制比KCMR共模抑制比是用来衡量差分放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力的一个指标参数，它定义为差模电压放大倍数Avd与共模电压放大倍数Avc之比的绝对值，用KCMR表示，即（4.1.15）

此值越大，说明差分放大电路放大差模信号的能力和抑制零点漂移的能力越强，放大电路的性能越好，一般差分放大电路的KCMR＝103~106。电路的共模输入电阻Ric与双端输出电路一样，仍为Ric＝［r60在电路完全对称时，若采用双端输出方式，由于Avc≈0，其KCMR趋于无限大；若采用单端输出方式，依式（4.1.8）和式（4.1.14）可得由上式可见，为了提高电路对共模信号的抑制能力，须选用阻值较大的Re，因此，常用直流电阻小，交流电阻大的电流源电路来替代Re。（4.1.16）在电路完全对称时，若采用双端输出方式，由于Avc≈0，其KC614.1.2差分放大电路的单端输入方式1、单端输入方式差分放大电路按输入、输出方式不同可组成4种典型电路。除了上节分析的双端输入、双端输出方式和双端输入、单端输出方式外，实际应用中，有时要求放大电路的输入端有一端接地（如vId＝vI1，vI2＝0），如图4.1.4所示，称为单端输入方式。2、单端输入方式的差模特性在图4.1.4所示电路中，Re通常满足Re＞＞re（发射结电阻）的条件，这样就可以近似地认为，输入信号电压vId均分在两管的输入回路上（将Re支路看成开路），如图4.1.5所示。此时，vbe1≈vId/2，vbe2≈－vId/2，即单端输入时，电路的工作状态与双端输入时近似一致。如Re足够大，则电路由单端输入、双端输出时，其差模电压放大倍数与式（4.1.7）一致，即4.1.2差分放大电路的单端输入方式62电路由单端输出时，其差模电压放大倍数与式（4.1.8）近似一致，即其他指标也与双端输入电路近似一致。图4.1.4单端输入差分放大电路图4.1.5单端输入差分放大电路差模的交流通路电路由单端输出时，其差模电压放大倍数与式（4.1.8）近似一634.1.3带恒流源的改进型差分放大电路如前所述，增大差分放大电路发射极电阻Re的阻值，能够有效地抑制每一边电路的温漂，提高共模抑制比，这一点对于单端输出方式尤为重要。可以设想，若Re为无限大，根据式（4.1.14）和式（4.1.15），有Avc→0，KCMR→∞。但由于VEE和差分管耐压特性的限制，Re不能取值过大。若采用直流电阻小、交流电阻大，具备恒流源特性的工作点稳定的共射放大电路来等效代替发射极电阻Re，则既能适用于较低的电源电压，又可提高电路的共模抑制比。

如图4.1.6所示，当三极管工作在放大区时，对于确定的基极电流（亦即确定的发射结电压）而言，集电极电流具有近似的恒流特性，即当集电极电压有一个较大的变化量△vce时，集电极电流ic4.1.3带恒流源的改进型差分放大电路如图4.1.6所示，64图4.1.6放大电路的恒流特性集电极电流ic基本不变，△iC很小。此时，三极管c、e之间的交流等效电阻数值很大，而直流电阻很小(）。因此，在集成运放电路中广泛地采用这种由工作在放大区内的三极管构成的恒流源电路来代替差分电路中的发射极电阻Re和集电极电阻Rc。

图4.1.6放大电路的恒流特性集电极电流ic基本不变，△65带恒流源的改进型差分放大电路，如图4.1.7（a）所示，其简化电路如图4.1.7（b）所示。在图4.1.7（a）所示电路中，IC3由T3管提供，其值可通过调节T3管的基极静态偏置电流IB3来确定，而差分放大电路所需的发射极电阻Re就是T3管呈现的输出交流电阻rce3，显然其数值是很大的。实践证明，与基本差分放大电路比较，KCMR可提高1~2个数量级。在图4.1.7（a）所示电路中，设vBE3＝VD，则

由于恒流源不影响差模输入时差分放大电路的工作状态，因此其差模电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的分析、计算和前面所述相同，不再重复。带恒流源的改进型差分放大电路，如图4.1.7（a）所示，其简66图4.1.7带恒流源的差分放大电路（a）带恒流源的差分放大电路（b）电路的简化表示【案例分析4.1.3】具有调零电位器的差分放大电路及电路参数如图4.1.8所示，三极管的β＝50，VBE（on）＝0.7V，rbb＇＝200Ω，试求：（1）电路的静态工作点，IC1、IC2和VC1、VC2；（2）差模电压放大倍数、输入电阻、输出电阻；图4.1.7带恒流源的差分放大电路【案例分析4.1.3】具67（4）当vI1＝5mV、vI2＝1mV时，在第3问条件下的单端输出总电压vO1。分析、求解：（1）由于实际电路两边参数不可能完全对称，常用调零电位器RP来消除由于电路不对称而引起的零漂现象。在分析、求解电路时，可假定RP的动触点置于中间位置。静态时，VC1＝VC2，负载RL中的电流为零，可认为RL开路。由此，有直流通路如图4.1.9所示。由图4.1.9可得VC1＝VC2＝VCC－ICRC≈（6－0.856×3）V＝3.432V（4）当vI1＝5mV、vI2＝1mV时，在第3问条件下的单68（2）差模放大，双端输出时，有

≈2×5.27kΩ＝10.54kΩ

Rod＝2Rc＝2×3＝6kΩ（3）单端输出时，有

（2）差模放大，双端输出时，有≈2×5.27kΩ＝10.569Ro1＝Rc1＝3kΩ（4）单端输出时，输出总电压为VId＝vI1－vI2＝（5－1）mV＝4mVVIc＝（vI1＋vI2）/2＝［（5＋1）/2］mV＝3mVVO1＝vIdAvd1＋vIcAvc1≈［4×（－9.5）＋3×（－0.32）］mV＝－38.96mVRo1＝Rc1＝3kΩ70图4.1.8差分电路图4.1.9直流通路4.2集成运算放大器4.2.1集成运算放大器简介集成运算放大器（通常简称运放）是一种十分理想的集成放大器件。在模拟集成电路中应用最广，已远远超出了数学运算的范畴，几乎涉及模拟信号处理的各个领域，应用十分广泛。1、集成运算放大器的基本组成图4.1.8差分电路图4.1.9直流通路4.2集成运算71图4.2.1集成运算放大器内部组成框图集成运算放大器从本质上看就是一种高性能的直接耦合放大电路，其内部组成通常包含四个基本部分，即差分输入级、中间电压放大级、功率放大输出级和偏置电路，如图4.2.1所示。图4.2.1集成运算放大器内部组成框图现以图4.2.2所示的简化的通用型集成运算放大器741的内部电路为例来介绍集成运算放大器的组成及工作原理。（1）输入级输入级是由T1~T6组成的双端输入、单端输出的差分放大电路。为了

图4.2.1集成运算放大器内部组成框图图4.2.1集成运72减小零点漂移和抑制共模干扰信号，运算放大器的输入级一般都采用具有恒流源的差分放大电路，故又称差动输入级。（2）中间级中间电压放大级由T16、T17组成。T16为共集电极电路，T17为共发射极放大电路。T17的集电极负载为由T13B构成的有源负载，其交流电阻很大，故本级可以获得很高的电压增益，同时也具有较高的输入电阻。运算放大器的总的电压增益主要是由中间级提供的，一般都采用带有恒流源负载的复合管结构形式的共射放大电路，以具有较高的输入电阻和较大的电压放大倍数，其电压放大倍数可达几千倍以上，故又称中间电压放大级。（3）输出级本级是由T14和T20组成的工作在甲乙类放大状态的互补对称的功率放大电路。为具有较大的电压输出幅度、较高的输出功率与较低的输出电阻，运算放大器的输出级一般都采用准互补功率放大电路或射极输出器电路。为了限制通过输出管的电流，保证三极管安全工作，实际电路中一般都加有保护电路。

减小零点漂移和抑制共模干扰信号，运算放大器的输入级一般都采用73（4）偏置电路741型集成运算放大器由24个三极管、10个电阻和一个电容器组成。为降低功耗、限制温升，741采用了微电流源电路作为偏置电路为各级电路提供合适的静态工作电流。运算放大器的偏置电路一般都是由各种类型的恒流源电路构成。图4.2.2741集成运算放大器的简化电路（4）偏置电路图4.2.2741集成运算放大器的简化电路743、集成运算放大器的电路符号目前，集成运放常用的封装方式有双列直插式塑料封装和圆形金属封装两种。通用型集成运放741的外形和引脚分布如图4.2.3所示。图4.2.3集成运放741外形、引脚图（a）外形图片（b）外形图（c）引脚分布图（d）连接示意图（b）（d）（c）（a）3、集成运算放大器的电路符号图4.2.3集成运放741外形75集成运算放大器的电路符号如图4.2.4所示，图中“”表示信号的传输方向，“∞”表示为理想条件。由于集成运放的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端。两个输入端中，N称为反相输入端，用符号“－”表示，对应的输入电压用“vN”或“v－”表示，表明输入信号若由此端加入，由它产生的输出信号与该输入信号反相，故称反相端；P称为同相输入端，用符号“＋”表示，对应的输入电压用“vP”或“v＋”表示，表明输入信号若由此端加入，由它产生的输出信号与该输入信号同相，故称同相端。输出电压用“vo”表示。大多数集成运算放大器需要正、负对称的两个直流电源供电，正电源用“＋VCC”表示，负电源用“－VEE”表示。电路符号中一般并不标出，采用默认处理。运算放大器的参考地就是两个电源的公共地端。集成运算放大器的电路符号如图4.2.4所示，图中“”表示76图4.2.4集成运算放大器的电路符号（a）国家标准规定的符号（b）现阶段国际普遍使用的符号4.2.2集成运算放大器的主要技术指标为了描述集成运放的性能，提出了许多项技术指标，现将常用的几项主要技术指标介绍如下：1、电源电压范围允许施加于集成运放电源端子的最大直流电源＋VCC和－VEE的电压范围。2、开环差模电压放大倍数（增益）Aod在标称电源电压及规定负载下，运放在无反馈情况下工作在线性区时的直流差模增益。

Aod定义为输出电压变化量与输入差模电压变图4.2.4集成运算放大器的电路符号4.2.2集成运算放77化量之比。它是决定运放精度的重要指标，通常用分贝（dB）表示，即（4.2.1）

Aod是频率的函数，但通常给出的是直流开环增益。理想情况下希望Aod为无限大，实际运放Aod一般为105左右，即100dB左右，高质量的集成运放Aod可达140dB以上。3、输入失调电压VIO一个理想的集成运放，当输入电压为零时，输出电压也应为零。实际使用中，由于制造工艺等原因，集成运放的差动输入级不可能完全对称，通常在输入电压为零时，存在一定的输出电压，将其折算到输入端就是输入失调电压，它在数值上等于为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加入的直流补偿电压。若运放工作在线性区，输入失调电压VIO为化量之比。它是决定运放精度的重要指标，通常用分贝（dB）表示78（4.2.2）VIO愈小，表明电路参数的对称性愈好。一般运放的VIO值为1~10mV，高质量的运放VIO值在1mV以下。4、输入失调电流IIO一个理想的集成运放两输入端的静态电流应该完全相等。实际上，当集成运放的输出电压为零时，两输入端的电流不相等，这个静态电流之差就是输入失调电流IIO，即IIO＝｜IB1－IB2｜ （4.2.3）IIO反映输入级差放管输入电流的不对称程度，其值愈小愈好，一般运放为几十到一百纳安，高质量的运放IIO小于1nA。5、温度漂移放大器的温度漂移是指输入失调电压和输入失调电流随温度漂移的大小。（4.2.2）VIO愈小，表明电路参数的对称性愈好。一般运79（1）输入失调电压温漂dVIO/dT这是指在规定温度范围内VIO的温度系数，dVIO/dT亦称为输入失调电压的温度漂移，是衡量运放的重要指标，其值愈小，表明运放的温漂愈小。一般运放为10~20μV/℃，高质量的运放dVIO/dT值小于0.5μV/℃。这个指标往往比失调电压更为重要，因为dVIO/dT不能用外接调零电阻的方法补偿。（2）输入失调电流温漂dIIO/dT这是指在规定温度范围内IIO的温度系数，也是对放大器失调电流温度漂移的量度。同样不能用外接调零装置来补偿。一般运放dIIO/dT为几nA/℃，高质量的运放dIIO/dT值小于几十pA/℃。6、共模抑制比KCMR共模抑制比等于差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比的绝对值，常用分贝（dB）表示，即（1）输入失调电压温漂dVIO/dT80（4.2.4）

这个指标用以衡量集成运放抑制温漂的能力。多数集成运放的KCMR在80dB以上，高质量的运放KCMR可达160dB。7、差模输入电阻ridrid是集成运放对输入差模信号的输入电阻，即两输入端之间的电阻。Rid愈大，集成运放从信号源索取的电流愈小。一般的集成运放rid大于几兆欧，以场效应管作为输入级的集成运放，rid可达106MΩ。8、输出电阻ro