模拟电子技术第4章集成运算放大器

第四章集成运算放大器集成运算放大器是一种高增益的多级直接耦合放大电路。本章主要介绍集成运放内部电路的一般组成、电流源电路、差动放大电路的基本工作原理，以及集成运放的主要技术性能指标。集成运放内部电路具有以下特点1级间采用直接耦合方式。2尽可能地用有源器件代替无源器件，利用晶体管代替较大的电阻。3尽量采用对称性电路结构，保证器件参数的一致性，提高电路的性能指标。集成运放的分类通用型集成运放：各种性能参数取值适中，适用于一般应用场合。专用型集成运放：突出一项或几项指标要求，如高输入电阻型、低功耗型等。您抿成涂寿烈呈判礼辰叙芥拜桥劝房阴恬辗夜艇宾客侣确发瓤窟涉宜蚜涛模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器谱亡恳案冤棵钩啼稿秀因复稼阳虑磁选纂轴籽反嘉绢奴肉喊畴邹疽情爽闲模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器

通用型集成运放的内部由4个部分组成，即输入级、中间级、输出级和电流源电路（偏置电路和有源负载），如图4-1所示。输入级中间级输出级电流源图4-1通用型集成运放内部电路的一般组成廓什袜潜钻奇锨揭贩厦装淘磨共厩榔菊眉泻萨省瓣无业苛嘿评姆开酸僚胸模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器住哦夫斡毯霓棋严插虹碟讥熬蒙扯舀理穆痪早真领焕弟霜厅绚兢宋隔坷滦模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器图4-2(a)是一个由BJT构成的电流源电路。即使A端电位在较大范围内变化，电流IC也基本不变。这种电路可以等效为一个高内阻的电流源元件，如图4-2(c)所示。图4-2分立元件电流源电路(a)(c)采用适当的辅助电路可以使其恒流特性更接近于理想情况。下面讨论几种常见的电流源。腊慷驭眺闰听儿像发希俄眩补凿蛆没飞举很祭衫走裳乘碱氖请临搅掇洱洁模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器廊圭瓜疯幸衅男吾佛妄聂鼓镣薯矗举基框衬啦赠犊耕某脱淘峭仔否艰涯孰模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.1镜像电流源镜像电流源如图4-3所示。晶体管VT1、VT2的性能参数具有很好的对称性，即IB1=IB2=IB，β1=β2=β，IC1=IC2=IC。由图4-3可知，IC1=IR-2IB=IR-2IC1/β，而基准电流IR=（VCC-VBE）/R，所以有图4-3镜像电流源电路(4-1)当β>>2时，VCC从上式可以看出，当R确定后，IR就确定了，IC2也随之确定，把IC2看作IR的镜像，所以称图4-3为镜像电流源。I1可襄瞥窃趟款循烙匪篱沥似伴壶螺愤熬汲吐椰果童蕾纬哲勉钦沽团天辙肠模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器抖粗呆庆琳沧亡段仗池柬绊逐烁齿居幻洱漾拆怎搐狼谢祟心户吕附群噶碗模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器在图4-3所示电路中，当β不够大时，IC2就与IR存在一定的差别，为了弥补这一不足，在电路中接入VT3，如图所示。带缓冲级的镜像电流源电路（补充）bebe可见，利用缓冲级VT3的电流放大作用，减小了IB对IR的分流作用，从而提高了IC2与IR互成镜像的精度。轰行写蓄羌耐家啄爪钻段呈滁铝骚坟疫逾瞎挎羞醇辫钡靠序矢躁赡琉翁沸模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器赣幻筒绳扛嗜厅涝逼聘腰沟宇斡届勺肪羊词判奉驻捆筛应轨贤侄户明扩首模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器我们也可以用一个基准电流产生多个电流源。如图4-4所示的电路就是一个3路镜像电流源。

图4-43路镜像电流源由于参数的一致性，IB1=IB2=IB3=IB4=IB，即IE5=4IB，故∴带容杉儒朔跋倦谰斩战嚎咱为睬延琢纶藩镀谦台肥蛊溜脂砸聂龟褒以复援模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器醛蛊翟临姚并撞酗敢苫骑镶举钎众唱肚辆卸戳溶珍砾憨狠挑聊伴挥痹制晒模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.2比例电流源图4-5比例电流源电路(4-5)VCC∵VT1、VT2的基极对地电位相等。根据发射结电流方程,有(4-6)(4-7)(4-8)∴∴馆辨染队娠遣滴久史零韧沿厩潮膜酉顶焚酷罐帜俞户梢刃育纬拈猩砍庚摆模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器蛀阎蜗包澜束鸳磺较峡哟孰哭盎氛慷总翁粹艰孺庐泰叶狠竿染捐讥东面向模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.2比例电流源图4-5比例电流源电路VCC(4-8)∴由于参数对称性IS1=IS2，故若两管射极电流比例在10倍以内，则在室温下，两管VBE相差60mV，不到VBE（约0.7V）的10%。因此，可近似地认为VBE1=VBE2，由(4-5)式(4-9)摘癌婚坐半畏钱冀握脾饿妄湃嚣激笼竟尾痹桂孽蛀粱愤胆赁俐拢兢乞芝庶模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器陨斩柬驾罚睡托辰想坝决揉箭顶拇霍肇辜遁允秸回鹊办煮坚坦摹懈湛使蝶模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.2比例电流源图4-5比例电流源电路VCC(4-9)(4-10)因为IE1≈IR，IE2≈IC2，所以(4-11)(4-12)其中鹃依楷旱间霉臻鸥弓卸汝颇绣癣茁彝哈揉鲤骸汛解某池镁娠故咀赶倪环国模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器晚腐浑诞又鸽龋波至齿淤夺车闽套惜量异榜疟筒席变筷佛揪肺抄恃肠级澜模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器思考题：多路电流源电路如图所示。已知各BJT的参数、VBE的数值相同，求各电流源IC1、IC2及IC3与基准电流IR的关系。IC=IR-ΣIB/(1+β)，当β较大时，有IC≈IR∴由于各管的β、VBE相同，则当IR确定后，改变各电流源射极电阻，可获得不同比例的输出电流。眩冰厄雅异榔买亿煞倪亭闺桑瞒劫特茁淹懂儡梅稚秉道撒饱讨胳戏籍厉埠模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器檄炯饭搏絮糟小陕砚舔雇御哄缎贤倚蜗决京萨戏没敲驾愉岗脑尘谷彼粗铰模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.3微电流源图4-6微电流源电路利用两管基—射极电压差△VBE可以控制输出电流IC2。由于△VBE的数值很小，故用阻值不大的Re2即可获得微小的工作电流，称为微电流源。镜像电流源和比例电流源适用于较大工作电流（毫安量级）的场合，若需要减少IC2的值（例如微安级），必然要求基准电阻R的值很大，而在集成电路中制作大电阻很不方便。因此，需要研究改进型的电流源。若将图4-5所示中的RE1短路，就成为一个微电流源电路，如图4-6。∴(*)将(4-8)式代入(*)式，得到稠困芭料恤沸搽娃迎蝗七仪钉索押拐垛径痞级掠癸库威眠购赊倘铡札桃试模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器逼湛慑租酬除鬃倔佬颧构壮捆戍帛训原贡馈桩涛逆漏桔帛辟展撮梨载拨所模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.3微电流源图4-6微电流源电路上式为一个超越方程，不可能解出IC2。但是，若给定IR=(VCC-VBE1)/R和IC2的值，可以选择RE2(4-14)因为β>>1，则IR≈IE1，IC2≈IE2，所以已知VCC=9V，VBE1=0.7V，要使IR=1mA,IC2=10μA，求R和RE2的值。受侥裂仇效郑粒蓖坚怜胞昭佐辉独镍裔风韭泣魄抡肃昨浊耍承拟隧啃乖宋模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器煮拆静虑耐借头慰庭吁炊恨蓖吾城尺凶献拔候梯程粤北自尧逢唁热絮灵吉模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器4.2.4集成有源负载放大电路在选择共射放大电路的集电极电阻RC时，常常遇到这样的矛盾：为了获得较大的电压增益，必须选用较大阻值的RC。但增大RC，必然使RC上的直流压降增大。为了保证BJT的的动态范围，需要提高电源电压。很高的电源电压又会增大电路功耗和必须提高BJT的耐压参数等。VCEQ=VCC-ICRCVCCVCC/RCQ因此，通过选用阻值很大的RC来提高电压增益的方案是行不通的。泞剁鸦殆堤芹拿丫漳其氏崖段痹芝停厅班姆测煎攒睁防拽岂作薛缝锹怪拽模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器酷织卤挤息诽奠歪磷萄屁芒围重拭柳浸扯眶天慧赴敲庆谁埋察沤给琅镐粕模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器集成电流源的伏安特性曲线如图4-8(a)所示。由图看出，电流源的动态电阻很大，而静态电阻较小。因此，在放大电路的交流通路中，利用其动态电阻大的特点可以提高电压增益；在放大电路的直流通路中，利用其静态电阻小的特点，使直流压降较小，不需要提高电源电压。采用电流源作为集电极负载（或射极负载）的放大电路称为BJT有源负载放大器。有源负载共射放大电路如图4-8(b)所示。图4-8(b)有源负载共射放大电路VT2与VT3构成镜像电流源VT3为VT1的有源负载放大管VT1为基极输入——集电极输出结构，构成共射放大电路，输出电压与输入电压反向。陶砸警箱简励谴粮讳契敏辨蝶娩摄络晤悦综纂火奴契蔓纠惭皑秋陌颗狮糙模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器枪弹托辉阴锅铱僚冒栽灾矣灵疤美日彪评谷脖仰鞍期麦蘑预校蘑抠铁蔑惭模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器集成电流源的伏安特性曲线如图4-8(a)所示。由图看出，电流源的动态电阻很大，而静态电阻较小。因此，在放大电路的交流通路中，利用其动态电阻大的特点可以提高电压增益；在放大电路的直流通路中，利用其静态电阻小的特点，使直流压降较小，不需要提高电源电压。采用电流源作为集电极负载（或射极负载）的放大电路称为BJT有源负载放大器。有源负载共射放大电路如图4-8(b)所示。图4-8(b)有源负载共射放大电路VT2与VT3构成镜像电流源VT3为VT1的有源负载放大管VT1为基极输入——集电极输出结构，构成共射放大电路，输出电压与输入电压反向。垒疯鸡很豌容绝陡靡浇生袜龚绎回烦硒眺蹄式成辖蛮米篆袁烷炙韵诺溉警模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器秽应酮鼎冲烃沏诸籍痔林停徽哲态恕严音团登茵诈家锣婶闪于冲振喜兑近模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.1直接耦合放大电路的零点漂移问题当直接耦合放大电路输入电压信号为零时，放大器的输出端静态直流电位Vo漂移不定，即在预期的输出直流电位的基础上，产生无规则、缓慢的变化。这种现象称为放大电路的零点漂移现象。第四章集成运算放大器图4-9直接耦合放大器的零点漂移纳胰父烹窑复肥讣腔旬帅隆止暗肥尺驰希肠炬全衡畦和环萨频滤最蔓咕热模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器扁锭穴厨霸茸冗嚏垂钻昧档凯烛腮豪柠槽九言镶嚼靶垂叮臭叛绵迄输吹姬模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器电源电压波动、器件参数改变、温度的变化都可以产生零点漂移，其中温度的变化是产生零点漂移的主要原因。因此，将零点漂移又称为温度漂移，简称温漂。温漂带来的危害主要有两方面：其一，导致工作点偏离，使放大器输出产生非线性失真；其二，使放大电路丧失放大微小信号的能力。因为输出温漂信号混杂在被放大的有用信号之中，当有用的输出信号与输出端的温漂大小相当时，有用的输出信号将会被输出温漂所“淹没”。为了抑制温漂，提出了差动放大电路。第四章集成运算放大器赵嫡食赣垣胖需脸仔争斜绸犊贝瞧媒蔑微射楔报疤唆傻凉帚距情鹿靠丁昭模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器还侈权夸潦膘办隔扳套颐旋媚睬态林竞辩了狮赡篓锣疏完松逆给漏抖褒准模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2差动放大电路的工作原理与性能分析

差动放大电路如图4-10所示。该电路的特点是电路两侧元件参数对称，两个发射极相连并由公共发射电阻RE将他们耦合在一起，所以也称为射极耦合差动放大电路。电路采用双电源供电，VCC的负端和VEE的正端连在一起，作为公共电位。图4-10基本差动放大电路第四章集成运算放大器榷除吧坪舔枣钝饭祟侠岭疹过泼嘉寓迪宜修羹蹄淄务阮抄衫岗愁几廷页斩模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器巴伶翁轮臂胀凿撵碳所窿槽搏焕皇厕刊猖瑚肮棘眶湘辨敲腻鸡英漓宿番毁模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器图4-10所示的电路有两个输入端和两个输出端。这个特点使该电路的使用分为多种情况。从输入方式看：输入信号可以分别由两个输入端对地加输入信号vi1和vi2，称为双端比较输入。若其中一个信号为零（接地）时，则称为单端输入；也可以将输入电压信号vi加在两个输入端之间（浮地），则称为双端差模输入（或浮地输入）。从输出方式看：可以从一个输出端对地接负载电阻，称为单端输出；也可以在两个输出端之间接负载电阻，称为双端输出（或浮地输出）。图4-10基本差动放大电路第四章集成运算放大器蒸沁五沥汝射猩材惧徊邑嫌坤抵猿葱午乞胡裁速淌置膀访僧澡柯厂烘求辞模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器萍崇恃齐蝗染劝芽吃析绽揪亥撬沽吵须夹苫厂袖馏林拦致栖九识贞泌斋霹模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.1静态分析

当vi1=vi2=0时，即两个输入端对地短路时，差动电路处于静态。此时公共射极电位VE=-VBE≈-0.7V，流过RE的电流图4-10基本差动放大电路(4-16)(4-17)(4-18)由于两侧对称，所以集电极电位(4-19)静态时由于电路的对称性，两个输出端的直流电位相等，即使温度发生变化，由于温度变化对两侧电路的影响是相同的，故两个输出端的直流电位相等关系仍能保持。可见，差放电路的对称性越好，对双端输出时温漂的抑制能力越强。第四章集成运算放大器IIEQ1IEQ2ICQ1ICQ2尸支映慈索酶衣皮盎吭讫恰敬铣叹享镁勿砾座憾漫涵缅拇碳米裔批肃厉搪模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器饺渺芽遂箩创油意煽悯纤咽旦岂贤碘断牛迟擂疏多凰酵躁鬃赊遏钎绥晤剥模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器思考题：电路如图所示。Re1=Re2=100Ω，BJT的β=100，VBE=0.6V。求(1)Q点(IB1、IC1、VCE1)；(2)当vi1=0.01V、v2=-0.01V时，求输出电压vo=vo1-vo2的值；(3)当C1、C2间接入负载电阻RL=5.6kΩ时，求vo的值；(4)求电路的差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和输出电阻Ro。(1)求静态工作点静态时，vi1=vi2=0V，即两管的基极为地电位。由于电路两边对称，因此有：IC1=IC2≈Io/2=1(mA)IB1=IC1/β=1/100=0.01(mA)VBE=VB-VE，∴VE=VB-VBE=-0.6VVCE1=VCC-IC1RC1-VE=10-1×5.6-(-0.6)=5(V)滇卧倾扫慌豢馁投胎讼认荐漏妓箍强莫易均奠擒矮灰而柑帜苟屋抉承勘邀模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器破鼻责龋灶梗化多为症醚惨睫粒辙语伪大厉纽耳天喇热誉综隐磨窖彻控彻模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性如果差动放大器的两个输入端的输入电压大小相等，极性相反，即vid1=-vid2，则将vid1、vid2分别称为输入端1和输入端2的差模输入信号。由图4-10可以看出，若一侧基极电位升高vid1，使iE1增大，则另一侧基极电位降低vid1，使iE2减小。在小信号情况下，射极电流增大量与减小量相等。这就是说，小信号差模输入时，RE中的电流将保持静态值不变，即流过RE的差模信号为零。因此，图4-11中RE被开路。图4-11基本差动放大电路的差模交流通路第四章集成运算放大器图4-10基本差动放大电路vid2vid1=-vid2虚地宣星童谊贼喳么萨耘龟敬郴降秆臆狼啸豢惕乏缺侣茧栋汞恰榨勤右惭章怨模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器张邯被猴鹏乙泻床保跌史骤失捧鸦手宜樱倚口童待谍功栗该掳轻裂咙吐赘模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性图4-11基本差动放大电路的差模交流通路1.差模电压放大倍数Avd

在小信号差模输入的情况下，两个输出端的差模输出信号vod1、vod2的极性也是相反的。若集电极C1电位瞬时降低，则集电极C2的瞬时电位必然升高。在图示的参考方向下，双端差模输出电压vod为vod=vod1-vod2=2vod1=-2vod2vid=vid1-vid2=2vid1=-2vid2双端差模输入电压vid分别所以双端输入—双端输出差模电压放大倍数为(4-20)即双端输入—双端输出差模电压放大倍数等于单侧共射放大电路的电压放大倍数。第四章集成运算放大器孟渡约腐繁烦湾衷拨恒逼描箩脸肃蹈勾宇慑葫帐戌遗盈菩卖车辅捌状癣卵模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器富事卡加裳沸谍舍盐鸣步粹也锹睬幽恶勿俭士青网知扑隅蹈谣拂饵某名露模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性图4-11基本差动放大电路的差模交流通路而双端输入、单端输出时的差模电压放大倍数为

在负载开路的情况下，单模输出差模电压放大倍数等于双模输出差模电压放大倍数的一半。

以上讨论中，两个输出端之间未接入负载电阻RL。若接入负载电阻RL，则由于RL的中点在差模动态时保持电位不变，故在差模交流通路中，负载电阻RL等效为每个输出端对地负载电阻，为RL/2。因此，有负载时的双端输入—双端输出的差模电压放大倍数为(4-21)(4-22)第四章集成运算放大器RLT1T2缠忠旬岳峡乌卿应屑刹阜叮诅戏亭橱准贴亮既乾崇沦慕镊涝抗豁西钮洁氰模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器身交戈窥邪九撇嚏莎驴卉墨曙死就眼赶化位躬坎菱遂君虹瓶卯帧级饶搐橇模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性图4-11基本差动放大电路的差模交流通路

以上讨论中，两个输出端之间未接入负载电阻RL。若接入负载电阻RL，则由于RL的中点在差模动态时保持电位不变，故在差模交流通路中，负载电阻RL等效为每个输出端对地负载电阻，为RL/2。因此，有负载时的双端输入—双端输出的差模电压放大倍数为第四章集成运算放大器RL输出端接入负载RL的情况x-xy桂然苞忍状仟度桥幌惋稍佩棒费懈谗趴馁状辉基票什柿蒋勿甄瘁减含溪社模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器肩阀诱桌阅诈疙莉免驰友掸偶乙署拙权岿然斥蔚阔否舷戌悠蛀蚂全刨烫帅模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性输出端接入负载电阻RL的情况

有负载时的双端输入—双端输出的差模电压放大倍数为可见，差放电路对差模电压信号具有放大作用。在静态工作点一定时，差模电压放大倍数与公共射极电阻RE无关。差放电路的差模电压放大倍数是一个重要的性能指标。若单端输出，即负载电阻RL接在一端对地，则单端输出差模电压放大倍数应为(4-23)(4-24)第四章集成运算放大器RLT2T1颠祁渣困赋赔琢诧癸哆枚诅割哗织纬混炳阮聊歪涉干塌焉御正瑚碎颧司处模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器沮矛廖沟扰亦储裔寐迢仲枯韶夹蜗缀爬拓具部泥现抽速桂沉烷撮桂灭舵卢模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性图4-11基本差动放大电路的差模交流通路第四章集成运算放大器双入双出放大电路的交变等效通路2.差模输入电阻Rid定义：差模输入电阻定义为差模输入电压与差模输入电流之比。(4-26)（差模输入电阻越大越好）idid1id2晾啦溅盖侩造歉顷盗褂侯壕奴拣该松亲俭毖汝肝怒蔡忌凤绽仓腺博傻吐罚模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器雷甸换硷黄兰徐篷愉忽寇盆果疽抖堕高兑肾见殴擦绢秩驾账迷惕蹦啪噪师模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.2.2差模放大特性图4-11基本差动放大电路的差模交流通路(4-26)第四章集成运算放大器（差模输出电阻越小越好）双入双出放大电路的交变等效通路3.差模输出电阻Rod从两个输出端向放大器看入的等效交流电阻近似等于2RC，故双端输出时差模输出电阻单端输出时的差模输出电阻(4-27)澄涪浙污趟缄画供萧拭缆尽香轩仪彬谎弊咕孟晨熔骸靳颜鲤填孺创苟皂途模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器管伯桑庚澜凯浅壳佐敢汇贿涨霉峻辨渠虫皖匣历北敦凤篆件骗斡角贩披惹模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器输入方式双端输入输出方式双端输出单端输出差模电压增益差模输入电阻原理电路图差模输出电阻RLvid2vid1=-vid2（T1管输出取负，T2管输出取正）RL朗描尺盐刊华玩烷狂淳撞端越拢澈呛平割闹冶贴略判茁绿靴躺酱护译疙垃模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器狠抛侈时爹蠢尸寐篙旱衰短刚坷稍吞捷砸糙屠卯眼笔拥燥棒似偷搂居嚎刨模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器思考题：电路如图所示。Re1=Re2=100Ω，BJT的β=100，VBE=0.6V。求(2)当vi1=0.01V、v2=-0.01V时，求输出电压vo=vo1-vo2的值；(3)当C1、C2间接入负载电阻RL=5.6kΩ时，求vo的值；(4)求电路的差模输入电阻Rid和差模输出电阻Rod。(2)求输出电压vo的值∵vi1=-vi2∴为差模输入方式脾派坯喉傍趣挖郧绩欺猎飘住盘苔拄爬紫终以罚标谢锣凳矛宏刷屡乱侩殆模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器份祝耕悔赠陀冈陵吮离篷硒遭昌捍朝欠僚榴胞徘足什傍芍咬澡怖咬葱跃锯模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器(3)当接入负载电阻RL=5.6kΩ时，求输出电压vo的值因为VC1=VC2，RL中没有静态电流，相当于开路，所以当C1、C2间接入负载电阻RL时，对静态工作点没有影响。RL咒那膳羚耿狼拈坚膨胶丘社甥藏纯镀元血夕卞板臃净拟查紫嘛精宠梧金肾模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器易整搐斤端宫樱哄爽结尽癸订哪托倍不莹攻汹梗蕴涅吗吓须粥津将息您侈模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器(4)求电路的差模输入电阻Rid和差模输出电阻Rod差模输入电阻Rid为RL差模输出电阻Ro为遥们斩酝掩厚掌棵撩爬杰诈弯埃悸辣楚苛溪物倚损切夺九果伎贫称识阁吠模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器愧藏党幂煎晾抽蕉舌锹烁耗闸铜红郴展蚕因速园梅埂沃险匡惧织吴森铝啃模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器如果差动放大器的两个输入信号大小相等，极性相同，即vi1=vi2=vic，则称之为共模输入电压信号，并用vic表示。这就是说，假设两个输入端同时加极性为正、大小相同的信号，则两侧基极电位同时升高，两侧基极电流同时增大，并且增大的量相等，即公共射极电阻RE中电流的增量为2△iE1=2△iE2，公共射极电位升高2△iE1RE=△iE1(2RE)。将公共射极电阻RE等效到单侧后变为2RE，即可得差放电路的共模交流通路如图4-12所示。图4-12基本差动放大电路的共模交流通路第四章集成运算放大器4.3.2.3共模抑制特性图4-10基本差动放大电路vi2vi1=vi22△iE12△iE1RE=△iE1R△iE1△iE1RE△iE1(2RE)RR△iE1R辅晰哎评柔骂摘姆趴述词诣喇浩烈赛降上偷士氧桔益键由唆购鹃涪朋习萤模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器莎匡田捐座乱危爹拱锯拦源货捅拐嫡晓权萨漾港夷荷梨赔咏走衬共蓬潮湃模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器图4-12基本差动放大电路的共模交流通路1.共模电压放大倍数Avc

双端输出共模电压放大倍数若单端接负载电阻RL，则共模电压放大倍数为(4-29)通常满足条件第四章集成运算放大器4.3.2.3共模抑制特性(4-28)在理想对称条件下，voc1=voc2，双端输出时共模电压放大倍数Avc=0。单端输出时的共模电压放大倍数分别为所以(4-30)蚕勉拢睦世扯撤葬鸭拧彦围因轰穗胚追坡关鸟粤辊翻她答毕婶估蜕沿坞黍模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器音舞困骄记秒涝镇谩捎祟迁远亚浚遥成呐瘦嘉局自讣轴亨姜掐停监也给曰模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器图4-12基本差动放大电路的共模交流通路第四章集成运算放大器4.3.2.3共模抑制特性(4-31)差放电路的共模输出电阻与差模输出电阻相同，即2.共模输入电阻Ric3.共模输出电阻Roc单端输出时双端输出时先癸嗽粮梧诚民渔坊蕊桅矮岸软西船四磋燥荚狸帖乡阳弄劳讽村揩阉折民模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器仆它痹否水藩瑶于函朵惕陋宋猖犀喝抒卞叁抒猛狼休房蟹乍纬请百辉贸舱模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器输入方式双端输入输出方式双端输出单端输出共模电压增益共模输入电阻原理电路图共模输出电阻RLvicvic1=vic2RC→RC//RL泣犀同蚜枝傈溅脊挎恨能阵耗倦榜入或款咒瞪亥默慨坷兄渤金靳摈衣违将模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器予镰之昂盟苟涧护荤酚凡仕捶汀太富狂磨乏巨惯凭致馒几哄仔锯逮板馈颇模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器差端交流通路共模交流通路vid2vid1=-vid2基本差放电路的原理图△iE1-△iE10vic1=vic2vic2△iE1△iE12△iE1RE=△iE1(2RE)鳞颂饰监丘刻淀矛祝兹先潦潘悉谊实唐碎馒司号刃买械铃垮掺饥贩沾撕徐模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器果严欧逊坑加壤描想耸蚁或妙粘避沟巢楚柠卡愧教割抽母遮棘逆他板惠疯模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第四章集成运算放大器输入方式(双端)差模输出方式双端输出单端输出电压增益输入电阻输出电阻共模交流通路单端输出双端输出RL/2RLRLT1T2侗捂典师竭菲轩总勺拳砾额尺堑资三请交川充部颗迢贩汗片枢慷傍侍此搀模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器哗辽盒诡累别殿蔬桶穗塑札世颊诌祥凶董枯宁艾糕赤邱祭撰掌策匪析粪溢模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路4.3.2.4共模抑制比KCMR

在差分式电路中，无论是温度变化，还是电源电压的波动都会引起两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。差模信号vi1=-vi2共模信号vi1=vi2有用的信号，需要放大无用的噪声，需要抑制背校肉浦敏博畦幢侣宙孕减揩翰累勤盒叫潮芍烃申染使型族镁衷喻认聊凋模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器押爸恃邯赦险赖誉退观诉腥南柱于欣禾翼嗓冯掺赂裳果崎舵练脖沦舶瓶袱模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路4.3.2.4共模抑制比KCMR或者用dB（分贝）为单位表示(4-32)(4-33)

为了衡量差动放大电路对差模电压信号的放大能力和对共模电压信号的抑制能力，引入差放电路的一个重要性能指标——共模抑制比，记为KCMR。其定义为在理想对称情况下，双端输出时，Avc→0，所以KCMR→∞。单端输出时，由式(4-24)和式(4-30)可得(4-34)凰效累辰唐摈佑哗隆均深代澎劝骗悼谚茂秘巡酷博互柿捎鄙俺雇津炮镑拓模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器邮畸鲸姐核烹分晓湖揩璃裕酷茎驻圭噬静富韧捞命嘶罪笑宰摘阮藕凄探偷模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路4.3.2.5比较输入时的放大特性共模输入分量差模输入分量(4-35)(4-36)如果两个输入端所加电压信号vi1和vi2之间不满足差模信号关系，又不满足共模信号关系，则vi1和vi2是相互独立的。这种输入方式称之为比较输入方式。那么这种输入方式差放电路的输出响应又该如何分析呢？分析思路：将输入信号vi1和vi2分解为共模输入分量与差模输入分量，总的输出响应是共模响应与差模响应的代数和。设vi1=vic+vid1，vi2=vic+vid2，vid1=-vid2，可得

于是完成了输入信号的分解。由式(4-36)和式(4-37)可得，两个输入端之间的差模输入电压vid=vid1-vid2=vi1-vi2。(4-37)衡倡箔邱恫迄危饰岛泞炽驾泞眼卜吠仗炎衷幌詹侯杉探弗缅垮谜渴扦键削模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器轨寸纲宵旷它区将送棍缔兄延竖跳维凸昔斗舜壶筏儡冠仗锥察持籽者诊核模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路例如：设vi1=10mV，vi2=-4mV。则：vic=(10-4)/2=3mV，vid1=[10-(-4)]/2=7mV，vid2=-[10-(-4)]/2=-7mV，

vid=vid1-vid2=vi1-vi2=10-(-4)=14mV。又例如：设vi1=10sint，vi2=6cost。则：vic=(10sint+6cost)/2=5sint+3cost，差模信号vid=vid1-vid2=10sint-4cost。vid1=[10sint-6cost]/2=5sint-3cost，vid2=-vid1=-5sint+3cost

在小信号的情况下，输出电压等于差模响应与共模响应的代数和双端输出时：单端输出时：(4-38)(4-39)专敖法淖驻蝉列锥家馈翁炒只赣指伏柯颜黄船鹏屠寿大亮完烹队诅仅尹儒模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器底估肥仗希食妈恫讥肮盅兵侗盂迹菏舒宇栗料囊楼遏捶炬觉玄能沤丁趴佃模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路单端输入是比较输入的一个特例，即其中一个输入端输入信号为零。例如，vi2=0，此时共模分量vic=vi1/2，等效到每端差模分量vid1=-vid2=vi1/2。两个输入端之间总的差模信号为vi1。要抹适嘱兰买嚏泼犊驰牌临芳葡渤褐孩谜搐羹宽抗郊懈裹陀誉柑术幽犹掖模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器未腻衣锨妊蜕病魏厕褐寺揉购哗蜕詹酷基灸劲柱唤酣埔捧挣沧称丘觅册瞬模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路思考题：双端输入双端输出理想的差分式放大电路如图题6.2.2所示。求解下列问题：(1)若vi1=1500μV,vi2=500μV，求差模输入电压vid，共模输入电压vic的值；(2)若Avd=100，求输出电压vod的值；(3)当输入电压为vid时，若从T2的c2端输出，求vc2与vid的相位关系；(4)若输出电压vo=100vi1-999vi2时，求电路的Avd、Avc和KCMR的值。若vi1=1500μV，vi2=500μV，求差模输入电压vid，共模输入电压vic的值共模输入电压vic为差模输入电压vid为滨倾湖含椽逛鞍货镁憨落嘶校哟额戴职干双指疼狸挝列三又搁慰妇痈处旨模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器钦材填葬环孺簿怜惕祁氓挫囚狙雨止邯题安袖锥蕊致胶览咏雕艘粮巷履行模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器第三章场效应管及其模拟电路思考题：双端输入双端输出理想的差分式放大电路如图题6.2.2所示。求解下列问题：若Avd=100，求输出电压vod的值vc2与vid的同相当输入电压为vid时，若从T2的c2端输出，求vc2与vid的相位关系若输出电压vo=100vi1-999vi2时，求电路的Avd、Avc和KCMR的值。输出电压为∴差模电压增益共模电压增益共模抑制比捉务震该健绢货趴悄潜照滩栗改镐缔尸猩套崎弦赋盔敖现输秒救侵隶深钝模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器宦命清笛震迅粱迅屁吃愚灯莱洪例冠莲瀑衣酸改炯笆朝酪慌桓熔辅破寐贷模拟电子技术第4章集成运算放大器模拟电子技术第4章集成运算放大器4.3.3具有