ch4-差动放大电路.ppt

1、、总结、工作、学习指导、CH4IC集成电路运算放大器的基础、4.1差动放大电路、4.2集成运算放大器、4.3集成运算放大器的主要残奥仪表、学习指导、主要内容： (1)差动放大电路(2)集成互惠生放大器的基本要求：重点把握差分放大电路的工作原理和各指标的计算。 学习目的：1.正确理解直接耦合放大电路中零点漂移(简称为零点漂移)的原因。 2 .熟悉差分模式信号、共模信号、差分模式增益、共模增益和共模抑制比的基本概念。 3 .掌握差动放大电路的静态工作点和动态指标的计算、输出和输入的拓扑关系。4.1差动放大电路，放大两个输入信号的差，电路完全对称的理想的情况：差动模式电压增益、差动模式信号、共模信号

2、：差动模式信号vid :在两个输入端振幅相等、极性相反的信号。 共模信号vic :指两输入端振幅相等、极性相同的信号。 问题：通常在放大电路的输入侧混合存在差动模式信号和共模信号，但对电路输出信号的影响如何理想的差动放大电路只有差动模式信号有放大能力，共模信号不放大。 理想上(当电路完全对称时)、以及实际上电路不是绝对对称的，实际输出信号vo不仅取决于差动模式信号，而且取决于共模信号。 差模电压增益，共模电压增益，1 .结构：特征：对称结构。 1=2=vbe1=vbe2=VB ebbe1=rbe2=rbe HRC1=RC2=rcr b1=Rb，4.1.1基本差分放大电路。1 .两个输入端：两个

3、输入端从两个输入端对云同步加上信号。 单端输入仅从一个输入端施加对地信号。 2.2个输出端子。 两端输出从C1和C2输出。 单端输出从C1或C2对地输出。2 .一些基本概念，3 .差动模式信号和共模信号、差动模式信号：差动模式电压增益：共模电压增益：总输出电压：3 .差动放大电路的基本动作原理、1 .静态动作点的计算：Ib忽略：由于Vb1=Vb2=0V : 在零点漂移抑制原理为：VO=vc1-vc2=0VO=(vc1 vc1 )-(vc2 vc2 )=0、vi1=vi2=0的情况下，温度变化时：vC1=vC2、vC1=vC2、零偏移是什么？ 放大电路的输入端子短路时，输出端子有电压输出。 抑制

4、零点漂移，输入差动模式信号时：3 .设电路的动态分析、vi1、vi2 ib1、ib2 ie1、ie2 ie1=- ie2 IRe不变VE，结论Re对差动模式信号相当于短路。 从Uc1=-Uc2可知RL的两端电位的一端为正，一端为负，RL的中点为灰度电位，结论：RL相当于对于差动模式信号的RL/2 .其交流路径为： vi1=- vi2、差动模式电压放大率、差动模式输入电阻、输出电阻、vi1， vi2 vo1 vo2电路对称vo1=-VO2 VOD=vo1 VO2=2vo1，4 .差动放大电路的主要技术指标的计算差动放大器中，有4种投入产出方式： 1 .两端输入、两端输出(双输入双输出)2.两端输

5、入、单端输出(双输入单输出)3.单端输入双端输出(单输入双输出)4.单端输入、单端输出(单输入单输出)的主要讨论问题有：差动模式电压放大率、共模电压放大率差动模式输入电阻、输出电阻、1 .两端输入双端输出(1)差动模式电压增益、(2)共模电压增益输出电阻、2 .两端输入单端输出、(1)差动模式电压增益、(2)差动模式输入电阻、(3)输出电阻，该方式适用于将差动信号转换为单端输出的信号。(4)共模电压增益，共模等效电路：3 .单端输入时的增益，指标计算与双端输入相同！ (1)差动模式电压放大率，与单输入和双输入无关，与输出方式无关，汇总差动放大器的动态残奥仪表计算，双输出时：单输出时：与单输入和

6、双输入无关，与输出方式无关，双输出时：单输出单输出、双输出、(4)输出电阻、(5)共模抑制比、共模抑制比KCMR是差动放大器的重要指标之一。 或者，两端输出时的KCMR无限大，单侧输出时的共模抑制比：电路结构：静态、动态、技术指标与基本差动放大电路一致，4.1.2恒流源差动放大电路，恒流源：直流电阻小，交流电阻大，Ec=12V，Ee=6V， 求出：输入差动模式电压Uid1、Uid2和共模电压Uic、两端输出差动模式Uod和共模电压Uoc、解：静态值的例题1 求出Uid1=-Uid2=(Ui1-Ui2)/2，UIC=ui c1=UIC2=(ui1ui2)/2=(5.3 )/2=4mv，=(5-3

7、)/2=1mV，AUd Uod，=-31，=-312=-62mV，求出AUc=0，两端输出： AUC 试求： (1)静态动作点(2)差动模式电压男同志(3)差动模式输入电阻和输出电阻。 解：在1差动放大电路中，在差动放大率一定的情况下，电路的共模放大率原来如此大，说明、()、在a电路中，温度漂移大，原来如此b电路对有用信号的放大能力增强，c电路对有用信号的放大能力弱，原来如此d电路的温度漂移抑制能力变差，2差动放大电路从两端输入变化为单侧输入，差动放大电路从两端输入变化为单侧输入a为2倍的b为两端输入时的1/2 C不能确定d，在具有3共用发射极电阻的差动放大电路中，电阻的主要作用是() 提高a

8、输入电阻b，提高差动模式电压增益c，提高共模抑制比d，提高共模电压增益，4差动放大电路抑制零点漂移的效果依赖于() a2个晶体管的放大率b2个晶体管的放大电路的对称度c1个晶体管的透过电流的大小d外部温度的变化，4.2集成运算放大器，符号：特征：电压增益高(差动模式)，输入电阻大，输出电阻小，构造：1 .输入级使用高性能的差动放大电路4、偏置电路提供不随稳定温度变化的偏置电流，使工作点稳定。 经常采用电流源电路。 3 .输出级包括PNP和NPN的两个极性的晶体管或达林顿管，并得到正负两个极性的输出电压或电流。 2、电压放大级应提供高电压增益，保证运输的运算精度。 中间段的电路形式多为达林顿管放

9、大电路和具有源极负载的共同发射极放大电路。读图、简单IC集成电路互惠生放大器、in、out、直接耦合多级放大电路、差动输入级2输入单输出、中间放大级达林顿管共射、输出级2级共射、镜电流源输入级偏置、镜电流源T5的偏置、反相端、同相端、高增益的直接耦合多级差放大电路、符号：IC集成电路互惠生放大器、 电压传输特性：互惠生放大器外形图、SO8(Plastic Micropackage )、1 .输入失调电压Vio输入电压为零时，将输出电压除以电压男同志后，成为换算为输入侧的失调电压。 是表现内部电路对称性的指标。 4.3集成互惠生的主要残奥仪表，2 .输入失调电压温度漂移dVio /dT，4 .输

10、入失调电流Iio :3 .输入偏置电流IIB :5 .输入失调电流温度漂移dIio /dT，6 .开环差动模式电压放大率Aod :无种子文件反馈时的差动模式电压男同志。 一般来说，Aod为100120dB左右，高增益运输会达到140dB以上。 7 .差分模式输入电阻rid :双极型管输入级约为105106欧姆，增强型场效应晶体管输入级约为109欧姆或更大。共模抑制比KCMR : KCMR=20lg(Avd/Avc ) (dB )的代表值为80dB以上，性能高的为180dB。1.1 .开环带宽(3dB带宽) BW :1.2 .变换率S R (压摆率):9 .最大差动模式输入电压Vidmax、1.

11、0 .最大共模输入电压Vicmax、小结、1、IC集成电路运算放大器是在集成过程中制作的，具有高增益的直接耦合多级放大器一般由输入段、中间段、输出段、偏置电路4部分构成。 为了抑制温度漂移、提高共模抑制比，作为输入级往往采用差动式放大电路的中间，电压增益级即互补对称电压追踪电路被用作输出级，电流源电路构成偏置电路。 2、电流源电路是模拟集成电路的基本单针织面料电路，具有直流电阻小、交流电阻大的特点，具有温度补偿作用。 常被用作决定放大电路的有源负载和放大电路的各电平的q点的偏置电路。小结、3、差动放大电路是IC集成电路运算放大器的重要组成部分，是解决零点漂移问题的有效方法。 放大直流信号，可以放大交流信号，这对差模信号具有较强的放大能力，但对共模信号具有较强的抑制能力。 运算放大器都使用差分放大器作为输入级。 4 .集成运输是模拟集成电路的典型组成部分。 其内部电路的分析和工作原理只