注册电气工程师考试模拟电子技术基础二

第12章线性集成运算放大器和运算电路12．1多级放大器基本内容和知识点

12．1．1常见的耦合方式直接耦合：DC耦合信号，低频响应好，但要各级电位配合，存在零点漂移问题；阻容耦合：各级静态工作点独立，容易调试，低频响应差；变压器耦合：各级静态工作点独立，阻抗匹配，低频响应差；第12章线性集成运算放大器和运算电路12．1．2多级放大电路的计算（1）电压放大倍数（2）输入电阻：第一级的输入电阻Ri1;（3）输出电阻：为输出级的输出电阻Ron;计算时，应注意各级间的相互影响，后一级的输入电阻为前级的负载，前级的输出电阻为后级的信号源内阻。第12章线性集成运算放大器和运算电路12．1．3多级放大器的频率响应放大器级数增加后，放大倍数增加了，但通频带变窄了。有n级的下限频率为fL1,fL2,…fLn;上限频率为fH1,fH2,…fHn;则总的上、下限频率为第12章线性集成运算放大器和运算电路12．2集成运算放大器基本内容和知识点

12．2．1集成电路的主要特点相邻元件特性一致性好，用有源器件代替无源元件，二极管由三极管代替，但只能制作小电容；12．2．2集成运算放大器的典型结构运放是一种高增益，DC耦合，多级放大电路。有四部分组成：输入级、中间级、输出级、偏置电路组成。第12章线性集成运算放大器和运算电路输入级中间级输出级偏置电路输入输出输入级：输入电阻高，失调和零漂小→通常为差分放大电路；中间级:电压放大倍数大→共射放大电路；

输出级:输出电阻小，负载能力强→互补推挽乙类放大电路；偏置电路:为各级提供稳定的偏置电流→电流源电路；

第12章线性集成运算放大器和运算电路12．2．3差分放大电路典型电路

第12章线性集成运算放大器和运算电路1．电路类型：双入/双出，双入/单出，单入/双出，单入/单出四种。有射极长尾（射极电阻）和恒流源电路两种）。第12章线性集成运算放大器和运算电路2．电路主要特点（1）电路结构和参数对称；（2）抑制零点漂移，双端输出时零漂为零，单端输出时射极电阻RE的共模负反馈作用，具有抑制零漂作用；（3）抑制共模信号，双端输出时无共模放大能力；第12章线性集成运算放大器和运算电路（4）放大差模信号，两个大小相等，极性相反的信号，两个输出端也有大小相等，方向相反的输出信号，双端输出时，总输出为两边输出之和（2倍关系）；3．静态分析以对称性思路分析有第12章线性集成运算放大器和运算电路4．动态分析（1）小信号差模特性差模信号输入时，发射极成为“交流虚地”，负载电阻中心点电位为零，双端输出时，负载电阻折半处理，单端输出时不折半。第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路(a)差模电电压放放大数数双端输输出单端输输出(b)输入电电阻(c)输出电电阻：：单端输输出时时双端输输出时时第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路（2）小信信号共共模特特性此时RE为两倍倍计算算(a)共模电电压放放大数数：双双端输输出时时单端输输出时时(b)共模输输入电电阻第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路（3）共模模抑制制比KCMRKCMR=|Aud/Auc|该数值值越大大越好好（4）任意意输入入信号号分解解，令令两个个输入入信号号ui1,ui2;差模信信号为为：共模信信号为为：总输出出电压压为：：第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路（5）差分分放大大电路路的电电压传传输特特性12．2．4电流源源电路路1．电流流源电电路的的特点点视为一一个二二端网网络，，交流流等效效电阻阻很大大，直直流等等效电电阻很很小2．电流流源作作有源源负载载和偏偏置电电路第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路12．2．5复合管管电路路二个以以上管管子以以一定定的形形式连连接，，等效效成一一只管管子的的作用用,复合后后的电电流放放大系系数:等效管管的类类型决决定于于前置置管第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路12．2．6集成运运放的的主要要参数数输入失失调参参数、、差模模特性性参数数、共共模特特性参参数、、大信信号动动态特特性、、电源源特性性参数数12．3集成运运算放放大器器组成成的运运算电电路基本内内容和和知识识点运算电电路的的分析析方法法1．理想想运算算放大大器的的特性性都趋向向无穷穷大第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路均为零零。2．运算算放大大器的的工作作状态态运算电电路中中引入入深度度负反反馈，，运放放工作作在线线性区区，信信号过过大时时，输输出受受电源源限制制，将将会出出现非非线性性失真真。3．虚短短和虚虚断虚短—运放两两个输输入端端之间间的电电压差差近似似等于于零。。虚断—流入运运放输输入端端的电电流近近似等等于零零。第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路12．3．2集成运运算放放大器器组成成的基基本运运算电电路1．比例例运算算放大大器（1）反相相比例例（2）同相相比例例第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路2．加法法运算算3．差分分输入入比例例4．积分分与微微分运运算第12章线线性集集成运运算放放大器器和运运算电电路5．对数数和反反对数数运算算12．4模拟乘乘法器器及其其应用用12．4．1模拟乘乘法器器电路路符号号和输输入/输出关关系uxuyKuo12．4．1模拟乘乘法器器的应应用1．平方方运算算电路路乘法器器两个个输入入相等等2．除法法运算算3．均方方根运运算uiK例12-1已知放大电路如图图12-1所示，设晶体管T1、T2的射极电流放大系系数分别为β1、β2，输入电阻分别为rbe1、rbe2。试求：（1）Ri、Ro的表示式。（2）

的表示式。

解：（1）（2）其中故例12-2差分放大电路路及其参数如如图12-7所示。设T1、T2的特性一致，，β=50，UBE=0.7V，差模输入信号号uid=50mV,共模干扰信号uic=1V。设RW的滑动端在电电位器的中间间。试求：（1）T1和T2的静态工作点点IC、UC之值；（2）输出信号电电压uo及共模抵制比比KCMR之值；（3）若将负载电电阻接在集电电极C1对地之间，重重新计算UC，再求uo及KCMR之值；（4）差模输入电电阻Rid、共模输入电阻阻Ric和输出电阻Ro之值。解：（1）因电路两边边完全对称，，从直流等效效电路可得：：因则有（2）根据题意3）由于电路采采用直接耦合合方式，当负负载电阻接在在集电极C1对地之间时（4）差模输入电电阻：共模输入电阻阻单端输出电阻阻：双端输出电阻阻：例12-5电路如图12-19所示，所用的的各种器件均