10《模拟电子技术》 -1 集成运放的基本组成及长尾式差分放大电路 (1)课件讲解

电子技术基础集成运算放大电路任务目标：1.熟悉偏置电路；2.熟悉差分放大输入级。向各放大级提供合适的偏置电流克服零点漂移提供负载所需功率及效率提供电压放大倍数集成运放的基本组成部分输入级中间级输出级偏置电路集成运放的基本组成IB2IB1VT1VT2UBE2UBE1+--+R+VCC一、偏置电路1.镜像电流源VCC-

UBE1RIC2≈IREF=VCC-

UBE1RIREF

IC12IBIc2

IREF-2IB当β

>>2时IB2IB12IBVT1VT2RR1R2+VCCUBE1≈

UBE22.比例电流源UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2IE1R1

≈IE2R2IC2

≈R1R2IC1R1R2IREFIREFIc2Ic1UBE2UBE1+--+IE1IE2IREFIB2IB1Ic12IBVT1VT2RRe+VCC3.微电流源UBE1

-

UBE2

=

IE2ReIc2UBE2UBE1+--+≈

IC2ReUBE1

–

UBE2≈UT(

lnIC1IS1IC2IS2–

ln)≈IC2ReIE2二、差分放大输入级+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT21.基本形式差分放大电路

电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。（1）电路组成uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+

VC1

)－(VC2+

VC2)=0静态时，ui1

=

ui2

=0当温度升高时

IC

VC

（两管变化量相等）+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT2（2）差模输入电压和共模输入电压差模输入电压

uId两个输入电压大小相等、极性相反。差模输入电压+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT2共模输入电压

uIc两个输入电压大小相等、极性也相同。+-uo+-uIc+VCCRRRbRbRcRcVT1VT2共模输入电压在差分放大电路的两个输入端加上任意大小、任意极性的输入电压uI1和uI2

，其中差模输入电压uId和共模输入电压uIc的值分别为:[例]

uI1=5mV，

uI2=1mV则:

uId=4mVuIc=3mV差模电压放大倍数AdΔuo

=

Δuc1

–

Δuc2=2

Δuc112=

2·Au1ΔuiΔuc1

=-

Δuc2

=12Au1Δui双入双出差放电路是以牺牲一个放大管的放大倍数换取对零点漂移的抑制，单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。（3）差模电压放大倍数ΔuoΔui=Au1Ad=共模电压放大倍数Ac

=ΔuoΔuic共模抑制比差模放大倍数共模放大倍数共模抑制比+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCRRRcRcVT1VT2-VEERe2.长尾式差分放大电路

引入共模负反馈降低单管零点漂移提高了共模抑制比补偿Re上的直流压降，提供静态基极电流(1)电路组成+-uo+-+-+-uiduiduid1212+VCCRRRcRcVT1VT2-VEERe(2)静态分析IBQR

+UBEQ

+2IEQRe

=VEEVEE-UBEQR+2(1+β)

ReVCC-ICQRcββIBQ-IBQRIBIBICICUCUC+-UBEUBE+-2IEUB（3）动态分析Ad=∆uo∆uI=Au1Ad=-R+rbe（Rc//）12RLβRid=2（R+rbe）Ro=2

Rc+-∆uo∆uI1RRcRcVT1VT2∆uI2RRL12RL12+-∆ui∆uc2∆uc1+∆uI1RRcVT1RL12∆uc1-∆uo=2∆uc1∆ui=∆uI1-

∆uI2

=2∆uI1[例]在长尾式差分放大电路中常接入调零电阻Rw确保静态时输出为零，如右图所示。静态分析：IBQ=VEE-UBEQR+(1+

β)（

2Re+0.5

Rw)UCQ=VCC-ICQRcICQ

≈βIBQUBQ=-IBQRIBQR

+UBEQ

+IEQ（

2Re

+0.5

Rw)

=VEE+-uouI2+VCCRRRcRcVT1VT2-VEERe接Rw的长尾式差分放大电路RwRLuI1动态分析：+∆uI1RRcVT1RL12∆uc1-0.5RwAd=∆uo∆uI=Au1Ad=-R+rbe+（Rc//

）12RLβRo=2

Rc∆uI1=（R+rbe）ib+0.5Rwie∆uc1=（Rc//

）1