模拟电路第六章PPT教案.pptx

《模拟电路第六章PPT教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电路第六章PPT教案.pptx（74页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、模拟模拟(mn)电路第六章电路第六章第一页，共74页。优点：体积小，重量轻，功耗低，可靠性高，优点：体积小，重量轻，功耗低，可靠性高，价格低价格低模拟集成电路模拟集成电路(jchng-dinl)的特点：的特点：电路结构与元件参数具有对称性电路结构与元件参数具有对称性有源元件代替无源元件有源元件代替无源元件采用复合结构的电路采用复合结构的电路级间采用直接耦合方式级间采用直接耦合方式二极管采用二极管采用BJT的发射结构成的发射结构成 讨论集成运放的基本单元讨论集成运放的基本单元-电流源和差分放大电路电流源和差分放大电路第1页/共74页第二页，共74页。6.1 集成运算(yn sun)放大器中的电

2、流 源 6.2 差分放大电路6.3集成运算(yn sun)放大器6.4集成运算(yn sun)放大器的主要参数第2页/共74页第三页，共74页。6.1 6.1 电电 流流 源源 电流源是一个输出电流恒定电流源是一个输出电流恒定(hngdng)的电源的电源电路，与电压源相对应。电路，与电压源相对应。1 电 流 源 概 述2 三极管基本电流源3 集成电路(jchng-dinl)电流源4 电流源用作有源负载第3页/共74页第四页，共74页。1 1 电电 流流 源源 概概 述述(1)(1)电流源电路是一个电流负反馈电路，电流源电路是一个电流负反馈电路，并利用并利用(lyng)PN(lyng)PN结的温

3、度特性，对电流源电路进行温度补偿，结的温度特性，对电流源电路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。以减小温度对电流的影响。(2)(2)电流源电路用于模拟集成放大器中电流源电路用于模拟集成放大器中以稳定静态工作以稳定静态工作(gngzu)(gngzu)点，这对直接耦合放大器是十分重要的。点，这对直接耦合放大器是十分重要的。(3)(3)用电流源做有源负载，可获得用电流源做有源负载，可获得(hud)(hud)增益高、增益高、动态范围大的特性。动态范围大的特性。第4页/共74页第五页，共74页。(4)(4)电流电流(dinli)(dinli)源还可单独制成稳流电源使用。源还可单独制成稳流电源使用。(5

4、)(5)在模拟集成电路在模拟集成电路(dinl)(dinl)中，常用的电流源电路中，常用的电流源电路(dinl)(dinl)有：有：镜像电流源、精密电流源、镜像电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源等。微电流源、多路电流源等。第5页/共74页第六页，共74页。2 2 三极管基本三极管基本(jbn)(jbn)电流源电流源 用普通(ptng)的三极管接成电流负反馈电路，即可构成一个基本的电流源电路。分压偏置基本放大电路就具有这一功能，其电路如图6.1.1所示。分压偏置电路对工作点分压偏置电路对工作点具有稳定作用具有稳定作用(zuyng)(zuyng)，也，也就是对就是对IOIO有稳定作用有稳定作

5、用(zuyng)(zuyng)，具有稳流特性。，具有稳流特性。电流源的内阻大，内阻越大稳电流源的内阻大，内阻越大稳流特性越好。流特性越好。(a)(b)图图6.1.1 三极管电流源三极管电流源第6页/共74页第七页，共74页。下面就通过图下面就通过图6.1.26.1.2所示的等效电路来求该所示的等效电路来求该电路的内阻，以探讨电路的内阻，以探讨(tnto)(tnto)其稳流特性。由图其稳流特性。由图可得可得解解法法(ji f)见见下下页页图图6.1.2 求求Ro微变等效电路微变等效电路第7页/共74页第八页，共74页。可见三极管基本电流源的内阻较三极管放大区的可见三极管基本电流源的内阻较三极管放

6、大区的输出电阻输出电阻rce又有较大又有较大(jio d)提高。提高。第8页/共74页第九页，共74页。3 3 集成电路集成电路(jchng-(jchng-dinl)dinl)电流源电流源 3.1 3.1镜像电流镜像电流(dinli)(dinli)源源三极管三极管T1、T2匹配，匹配，则则,BE2BE1BE21VVV=镜像电流源电路如图镜像电流源电路如图6.1.36.1.3所示，所示，它的特点是工作它的特点是工作(gngzu)(gngzu)三极管的集电极电流三极管的集电极电流是电流源电路的镜像是电流源电路的镜像(电流相等）。电流相等）。图图6.1.3 6.1.3 镜像电流源镜像电流源第9页/共

7、74页第十页，共74页。3.2 3.2 精密精密(jngm)(jngm)镜像镜像电流源电流源 精密镜像电流源和普通镜像电流源相比，精密镜像电流源和普通镜像电流源相比，其精度其精度(jn d)(jn d)提高了提高了 倍。电路如图倍。电路如图6.1.46.1.4所示。所示。由于有由于有T3存在存在(cnzi)，IB3和将和将比镜像电流源的比镜像电流源的2IB小小3倍。因此倍。因此IC2和和IREF更加接近。更加接近。图图6.1.4 精密电流源精密电流源第10页/共74页第十一页，共74页。3.3 3.3 微电流微电流(dinli)(dinli)源源 微电流源电路如图微电流源电路如图6.1.56.

8、1.5所示，通过接入所示，通过接入ReRe电阻电阻(dinz)(dinz)得到一个比基准电流小许多倍的微电流源，得到一个比基准电流小许多倍的微电流源，适用微功耗的集成电路中。适用微功耗的集成电路中。由图可得：由图可得：图图6.1.5 微电流源微电流源Io的稳定性比的稳定性比IREF好。好。第11页/共74页第十二页，共74页。3.4 3.4 比例比例(bl)(bl)电流电流源源 在镜像电流源电路的基础上，增加两个在镜像电流源电路的基础上，增加两个(lin)(lin)发射极电阻，使两个发射极电阻，使两个(lin)(lin)发射极电阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。其电路如图发射极电

9、阻中的电流成一定的比例关系，即可构成比例电流源。其电路如图6.1.66.1.6所示。所示。图图6.1.6比例比例(bl)电流源电流源第12页/共74页第十三页，共74页。4 4 多路电流多路电流(dinli)(dinli)源源 通过一个基准电流源稳定通过一个基准电流源稳定(wndng)多个三极管的工多个三极管的工作点作点电流，即可构成多路电流源，电路见图电流，即可构成多路电流源，电路见图6.1.7。图中一个。图中一个基准电流基准电流IREF可获得多个恒可获得多个恒定电流定电流IC1、IC2。图图6.1.7 多电流源多电流源当 较大时由于各管的由于各管的 相同相同第13页/共74页第十四页，共7

10、4页。4 4 电流电流(dinli)(dinli)源源用作有源负载用作有源负载 图图6.1.86.1.8电流电流(dinli)(dinli)源用作有源负载源用作有源负载电流源具有电流源具有(jyu)交流电阻大的特点，在集成电路中作为负载使用。图中交流电阻大的特点，在集成电路中作为负载使用。图中T1是放大管，是放大管，T2和和T3组成电流源作为组成电流源作为T1集电极的有源负载，是电压增益增大。集电极的有源负载，是电压增益增大。例。例。P231 6.1.3；P269 6.1.1，6.1.2第14页/共74页第十五页，共74页。多级放大电路多级放大电路(dinl)的的放大倍数放大倍数补充补充(bc

11、hng)(bchng)多级放大电路概述多级放大电路概述2 2 零点零点(ln din)(ln din)漂移漂移1 1 耦合形式耦合形式 第15页/共74页第十六页，共74页。1 1 耦合形式耦合形式(xngsh)(xngsh)多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证(bozhng)(bozhng)信号的传输，且保证信号的传输，且保证(bozhng)(bozhng)各级的静态工作点正确。各级的静态工作点正确。有隔直作用，故前后级的有隔直作用，故前后级的Q Q点不

12、相互影响；点不相互影响；C C的容抗的容抗很小，交流电压很小，交流电压(diny)(diny)可忽略，可忽略，vo1=vi2vo1=vi2；应用于分立元件；应用于分立元件电路，在集成电路中，大的电路，在集成电路中，大的C C很难制造，故不用。很难制造，故不用。直接耦合直接耦合电抗性元件耦合电抗性元件耦合 前级的输出端直接接到后级的输入端前级的输出端直接接到后级的输入端直接耦合电路直接耦合电路可放大缓慢变化或直流量的信号，不用可放大缓慢变化或直流量的信号，不用C C，便于集成；有良好的低频特性，低频，便于集成；有良好的低频特性，低频段段AvAv不降低，展宽了通频带；但存在前不降低，展宽了通频带；

13、但存在前后级后级Q Q点相互影响和零点漂移的问题。点相互影响和零点漂移的问题。级间采用电容和下级输入电阻或级间采用电容和下级输入电阻或变压器耦合。变压器耦合。根据输入信号的根据输入信号的性质性质，就可决定级间耦合电路的形式。，就可决定级间耦合电路的形式。第16页/共74页第十七页，共74页。耦合电路耦合电路(dinl)(dinl)的简化形式如图的简化形式如图1 1所示。所示。直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作(gngzu)点点互相影响，应认真加以解决。互相影响，应认真加以解决。(a)阻容耦合阻容耦合 (b)直接耦合直接耦合 (c)变压器耦合变压器耦合 图图1

14、耦合电路的形式耦合电路的形式第17页/共74页第十八页，共74页。2 2 零点零点(ln(ln din)din)漂移漂移零点零点(ln(ln din)din)漂漂移移(如图如图2 2）Vo多级直接耦合放大电路votVi=0图图2 零点漂移零点漂移放大电路放大电路vi=0 vi=0 时，输出端时，输出端vovo还有缓慢还有缓慢(hunmn)(hunmn)的、无规的、无规则的变化电压输出，偏离原来的起始点而上下漂则的变化电压输出，偏离原来的起始点而上下漂动的，这种现象叫零点漂移。动的，这种现象叫零点漂移。评价放大电路的零点漂移的指标评价放大电路的零点漂移的指标温漂温漂 v vi i=v vo o/

15、|Av|/|Av|T T 通常把温度变化通常把温度变化1 1 C在输出级的漂移电压除在输出级的漂移电压除以放大倍数，折算到输入级的等效输入漂移电压。以放大倍数，折算到输入级的等效输入漂移电压。例如例如 V/C。第18页/共74页第十九页，共74页。1 1 基本基本基本基本(jbn)(jbn)差分放大电路差分放大电路差分放大电路差分放大电路2 2 差分放大电路的传输特性差分放大电路的传输特性差分放大电路的传输特性差分放大电路的传输特性6.2 6.2 差分差分(ch fn)(ch fn)放大电路放大电路第19页/共74页第二十页，共74页。1 基本(jbn)差分放大电路 1.1 1.1 差分差分(

16、ch fn)(ch fn)放大电路放大电路的组成的组成 1.2 1.2 工作原理工作原理 1.3 1.3 主要技术指标的计算主要技术指标的计算第20页/共74页第二十一页，共74页。1.1 1.1 1.1 1.1 差分差分差分差分(ch fn)(ch fn)(ch fn)(ch fn)放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成 差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共电阻耦合构成的。如图通过射极公共电阻耦合构成的。如图通过射极公共电阻耦合构成的。如图

17、通过射极公共电阻耦合构成的。如图6.2.16.2.1所示。所示。所示。所示。对称的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对称的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对称的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对称的含义是两个三极管的特性一致，电路参数(cnsh)(cnsh)对应相等。对应相等。对应相等。对应相等。图图6.2.16.2.1差分放大电路差分放大电路即：即：1=2=VBE1=VBE2=VBE rbe1=rbe2=rbe RC1=RC2=RC Rb1=Rb2=Rb第21页/共74页第二十二页，共74页。1.2 1.2 1.2 1.2 工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)

18、(gngzu)原理原理原理原理差分放大电路差分放大电路差分放大电路差分放大电路(dinl)(dinl)(dinl)(dinl)的的的的输入和输出方式：输入和输出方式：输入和输出方式：输入和输出方式：4 4 4 4种种种种 差分放大电路可以有两个输出端，一个差分放大电路可以有两个输出端，一个(y)(y)是是集电极集电极C1C1，另一个，另一个(y)(y)是集电极是集电极C2C2。从。从C1 C1 和和C2C2输输出称为双端输出，仅从集电极出称为双端输出，仅从集电极 C1 C1或或C2 C2 对地输出称为对地输出称为单端输出。单端输出。图图6.2.16.2.1差分放大电路差分放大电路 信号的输入方

19、式：若信号同时加到同相输入端和反信号的输入方式：若信号同时加到同相输入端和反相输入端，称为相输入端，称为双端输入；双端输入；若信号仅从一个输入端若信号仅从一个输入端对地对地加加入，称为入，称为单端输入。单端输入。第22页/共74页第二十三页，共74页。图图6.2.2共模信号和差模信号示意图共模信号和差模信号示意图 差模信号差模信号差模信号差模信号(xnho)(xnho)共模信号共模信号共模信号共模信号(xnho)(xnho)是指在两个是指在两个(lin)输入端加上幅度输入端加上幅度相等，极性相反相等，极性相反的信号。的信号。是指在两个是指在两个输入端加上幅度输入端加上幅度相等，极性相同相等，极

20、性相同(xin tn)的信号。的信号。输入信号分以下几种：输入信号分以下几种：第23页/共74页第二十四页，共74页。例例:Vi1=10mv,Vi2=6mvVid=Vi2-Vi1=4mv Vi1=Vic+Vid/2=8mv+2mvVic=(Vi2+Vi1)=8mv Vi2=Vic-Vid/2=8mv-2mv Vi1和和Vi2,即非共模，又非差模，即非共模，又非差模，大小大小(dxio)、极性任意、极性任意比较比较(bjio)信号信号第24页/共74页第二十五页，共74页。差分放大电路的静态差分放大电路的静态差分放大电路的静态差分放大电路的静态(jngti)(jngti)(jngti)(jngt

21、i)计算计算计算计算 差分放大电路的静态和动态计算差分放大电路的静态和动态计算方法与基本放大电方法与基本放大电路基本相同。为了使差分放大电路在路基本相同。为了使差分放大电路在静态时，其输入端静态时，其输入端基本上是零电位，将基本上是零电位，将Re从接地从接地(jid)改为接负电源改为接负电源VEE。由由IB的计算式可知，的计算式可知，Re对一半差分对一半差分(ch fn)电路而言，只有电路而言，只有2 Re 才能获得相同的电压降。才能获得相同的电压降。图图6.2.3双电源差分放大电路双电源差分放大电路(动画6-2-3)如图如图6.2.3所示。由于接入负电源，所示。由于接入负电源，所以偏置电阻所

22、以偏置电阻Rb可以取消，改为可以取消，改为VEE和和Re提提供基极偏置电流。供基极偏置电流。基极电流为基极电流为:第25页/共74页第二十六页，共74页。差分放大电路差分放大电路(dinl)(dinl)的动态的动态计算计算 差模状态差模状态(zhungti)(zhungti)动态计算动态计算 共模状态共模状态(zhungti)(zhungti)动态计算动态计算 恒流源差分放大电路恒流源差分放大电路 第26页/共74页第二十七页，共74页。差模状态动态差模状态动态(dngti)计算计算 差分放大电路差分放大电路(dinl)的的差模工作状态分为四种差模工作状态分为四种:1.双端输入、双端输出双端输

23、入、双端输出（双（双-双）双）2.双端输入、单端输出双端输入、单端输出（双（双-单）单）3.单端输入、双端输出单端输入、双端输出（单（单-双）双）4.单端输入、单端输出单端输入、单端输出（单（单-单）单）主要讨论的问题有：主要讨论的问题有：差模电压放大倍数差模电压放大倍数 差模输入电阻差模输入电阻 输出电阻输出电阻第27页/共74页第二十八页，共74页。图图6.2.4双端输入双端输出双端输入双端输出(1)(1)(1)(1)差模电压放大差模电压放大差模电压放大差模电压放大(fngd)(fngd)(fngd)(fngd)倍数倍数倍数倍数AVDAVDAVDAVD 双端输入双端输入(shr)(shr)

24、差放电路如差放电路如图图6.2.46.2.4所示。负载电阻接在两集所示。负载电阻接在两集电极之间。电极之间。vi vi 接在两输入接在两输入(shr)(shr)端之间，也可看成端之间，也可看成 vi/2 vi/2各接在各接在两输入两输入(shr)(shr)端与地之间。端与地之间。未接负载时未接负载时双端输入双端输出双端输入双端输出(shch)差模电压放大倍数差模电压放大倍数 在电路完全对称，双入双出在电路完全对称，双入双出时，差分电路与单边电路的电压时，差分电路与单边电路的电压增益相等，但用成倍的元件换增益相等，但用成倍的元件换取对零漂的抑制。取对零漂的抑制。接接RL，RL的中点为交流的地，所

25、以，对半边电路等效为的中点为交流的地，所以，对半边电路等效为RL/2接负载时接负载时常多级直接耦合放大电常多级直接耦合放大电路的输入级和中间级路的输入级和中间级第28页/共74页第二十九页，共74页。(1)(1)(1)(1)差模电压差模电压差模电压差模电压(diny)(diny)(diny)(diny)放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数AVDAVDAVDAVD双端输入单端输出双端输入单端输出(shch)差模电压差模电压放大倍数放大倍数 双端输入单端输出双端输入单端输出(shch)因只利因只利用了一个集电极输出用了一个集电极输出(shch)的变化量，的变化量，所以它的差模电压放大倍数是所以它的差模

26、电压放大倍数是双端输出双端输出(shch)的二分之一，但不能的二分之一，但不能抑制零点漂移。抑制零点漂移。图图6.2.5双端输入单端输出双端输入单端输出 这种方式适用于将这种方式适用于将差分信号（双入）转换为差分信号（双入）转换为单端输出的信号，常用于单端输出的信号，常用于多级直接耦合放大电多级直接耦合放大电路的输入级和中间级路的输入级和中间级。第29页/共74页第三十页，共74页。单端输入双端输出单端输入双端输出(shch)差模电压放差模电压放大倍数大倍数 单端输单端输入信号可以入信号可以(ky)(ky)转换为转换为双端输入，其双端输入，其转换过程见图转换过程见图6.2.66.2.6。右侧的

27、。右侧的Rs+rbeRs+rbe归算到归算到发射极回路的发射极回路的值值(Rs+rbe)(Rs+rbe)/(1+/(1+)Re)Re，故，故 Re Re 对对 Ie Ie 分流极小，可分流极小，可忽略，于是有忽略，于是有 这种方式用于将单这种方式用于将单端信号转换成双端差分端信号转换成双端差分信号信号,常用于多级直接常用于多级直接(zhji)耦合放大电路的输入级。耦合放大电路的输入级。图图6.2.6 单端输入转换为双端输入单端输入转换为双端输入vi1=vi2 =vi/2第30页/共74页第三十一页，共74页。单端输入单端输入单端输入单端输入(shr)(shr)单端输出单端输出单端输出单端输出

28、通过从通过从 T1 或或 T2 的集电的集电极输出，可以得到输出与输极输出，可以得到输出与输入之间或电位反相入之间或电位反相(fn xin)或电位同相的关系。或电位同相的关系。从从T1的基极输入信号，从的基极输入信号，从C1 输出，为反相输出，为反相(fn xin)；从从C2 输出为同相。输出为同相。第31页/共74页第三十二页，共74页。(2)(2)差模输入电阻差模输入电阻差模输入电阻差模输入电阻 不论是单端输入不论是单端输入(shr)(shr)还是双端输入还是双端输入(shr)(shr)，差模输入，差模输入(shr)(shr)电阻电阻RidRid是基本放是基本放大电路的两倍。大电路的两倍。

29、(3)(3)输出电阻输出电阻 输出电阻在输出电阻在 单端输出时，单端输出时，双端输出时，双端输出时，第32页/共74页第三十三页，共74页。共模状态动态共模状态动态共模状态动态共模状态动态(dngti)(dngti)(dngti)(dngti)计算计算计算计算 例如温漂信号属共模信号，它对差分放大例如温漂信号属共模信号，它对差分放大电路中电路中Ic1和和Ic2的影响的影响(yngxing)相同。相同。图图6.2.2共模信号示意图共模信号示意图第33页/共74页第三十四页，共74页。计算计算计算计算(j sun)(j sun)共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数AVCAVC的微变等效

30、电路，如的微变等效电路，如的微变等效电路，如的微变等效电路，如图图图图 6.2.8 6.2.8 所示。其中所示。其中所示。其中所示。其中ReRe用用用用2Re2Re等效，这与差模时不同。等效，这与差模时不同。等效，这与差模时不同。等效，这与差模时不同。AVCAVC的大小，取决于差分电路的对称性，双端输出的大小，取决于差分电路的对称性，双端输出的大小，取决于差分电路的对称性，双端输出的大小，取决于差分电路的对称性，双端输出时可以认为等于零。时可以认为等于零。时可以认为等于零。时可以认为等于零。(1)(1)共模共模(n m)(n m)放放大倍数大倍数AVCAVC图图6.2.8 共模微变等效电路共模

31、微变等效电路eLebesLi2O2i1O1C1i121iCOCC22)1(0=RRRrRRvvvvAvvvvvAVooV-=+-=-=单端输出时为单端输出时为第34页/共74页第三十五页，共74页。(2)(2)(2)(2)共模共模共模共模(n m)(n m)(n m)(n m)抑制比抑制比抑制比抑制比 共模抑制比共模抑制比KCMR是差是差分放大器的一个分放大器的一个(y)重要指重要指标。标。，或或 双端输出时双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单可认为等于无穷大，单端输出时共模端输出时共模(n m)抑制比。抑制比。Re越大，共越大，共模模(n m)抑制比越大，放大差模信号抑制抑制比越大，放大差

32、模信号抑制共模共模(n m)信号能力越强。信号能力越强。(动画动画6-2-9)输入比较信号：输入比较信号：第35页/共74页第三十六页，共74页。恒流源差分放大恒流源差分放大(fngd)电路电路 为了提高共模抑制比应加大为了提高共模抑制比应加大为了提高共模抑制比应加大为了提高共模抑制比应加大Re Re。但。但。但。但ReRe加大后，为保证工作点不变，必须提高负电源，这是不经济的。加大后，为保证工作点不变，必须提高负电源，这是不经济的。加大后，为保证工作点不变，必须提高负电源，这是不经济的。加大后，为保证工作点不变，必须提高负电源，这是不经济的。为此为此为此为此(wi c)(wi c)可用恒流源

33、可用恒流源可用恒流源可用恒流源T3T3来代替来代替来代替来代替Re Re。恒流源动态电阻大，可提高恒流源动态电阻大，可提高恒流源动态电阻大，可提高恒流源动态电阻大，可提高共模抑制比。同时恒流源的共模抑制比。同时恒流源的共模抑制比。同时恒流源的共模抑制比。同时恒流源的管压降只有几伏，可不必提管压降只有几伏，可不必提管压降只有几伏，可不必提管压降只有几伏，可不必提高负电源之值。这种电路称高负电源之值。这种电路称高负电源之值。这种电路称高负电源之值。这种电路称为恒流源差分放大电路，电为恒流源差分放大电路，电为恒流源差分放大电路，电为恒流源差分放大电路，电路如图路如图路如图路如图6.2.96.2.9所

34、示。所示。所示。所示。图图6.2.9恒流源差分放大电路恒流源差分放大电路图图6.2.9恒流源共模等效电路恒流源共模等效电路图图6.2.9恒流源差模等效电路恒流源差模等效电路第36页/共74页第三十七页，共74页。恒流源差分放大恒流源差分放大(fngd)电路电路书中图书中图6.2.2恒流源差分放大恒流源差分放大(fngd)电路电路差分放大电路差分放大电路(dinl)几种接法的几种接法的性能指标比较见性能指标比较见P239页页思考题：思考题：P242 6.2.16.2.4第37页/共74页第三十八页，共74页。例题例题1.1.如图是一个单端输入如图是一个单端输入(shr)(shr)、双端、双端 +

35、12V+12V 输出的长尾式差动放大器。已知晶体管的输出的长尾式差动放大器。已知晶体管的 3030 3030 100,100,0.6V,0.6V,+-+-240240。求：。求：+1 1 (1)(1)静态时静态时、集电极集电极 1 1 电位电位(对地对地)、；-5757 (2)(2)该电路的差模电压放大倍数该电路的差模电压放大倍数 -12V-12V第38页/共74页第三十九页，共74页。2.2.下图所示的对称下图所示的对称 20 20 +12V +12V 差动放大电路差动放大电路,已知已知50,50,2020 2020 1 1 试求试求:1 1 10 10 +-,的静态的静态(jngti)(j

36、ngti)值值;T T T T +100 100 当输出端不接负载当输出端不接负载 5151 时如果时如果=10=10，2020 5151 则输出电压则输出电压？-6V -6V 若输出端接若输出端接 =20K=20K时时,10,10 则输出电压则输出电压？(=10=10)第39页/共74页第四十页，共74页。2.2.解解:(1).:(1).求求、的静态值。由于的静态值。由于=1=1很很大，可以认为大，可以认为(rnwi)(rnwi)开路。开路。、对称对称,求一求一管即可。管即可。2(12(1)2.632.63 0.1320.132;26.326.3V V 0.630.63 9.369.36 2

37、0 20 +12V +12V 2020 2020 1 1 1 1 1010 +-T T T T +100 100 5151 20 20 5151 -6V -6V 10 10 第40页/共74页第四十一页，共74页。20 20 +12V +12V 2020 2020 1 1 1 1 1010 +-T T T T +100 100 5151 20 20 5151 -6V -6V 10 10 (2)(2)300300(1(1)26()26()10.35K 10.35K 49 49 输出输出(shch)(shch)电压电压:0.490.49 (3).(3).当当20K20K时，时，/(0.5/(0.5

38、)16.4 16.4 输出输出(shch)(shch)电压电压0.160.16 第41页/共74页第四十二页，共74页。3.3.在图示的差动电路中，在图示的差动电路中，+12+12 已知已知、管的管的 1515 1515 均为均为8080，。1 1 1 1 试求：双端输出试求：双端输出(shch)(shch)时的差模增益、时的差模增益、差模输入电阻及输出差模输入电阻及输出(shch)(shch)电阻。电阻。200 200 5.15.1 -12-12 第42页/共74页第四十三页，共74页。3.3.解解:题图中令题图中令w w200200，5.15.1，则可求得，则可求得、分别分别(fnbi)(

39、fnbi)为为 12-0.6 12-0.6 w/2+w/2+100+5100 100+5100 2.32.3 /2/21.151.15从而可求出从而可求出为为 26 26（1 1）26 26 300300（1 18080）2.12.1 1.15 1.15 +12+12 1515 1515 1 1 1 1 200200 5.15.1 -12 第43页/共74页第四十四页，共74页。放大器的差模增益放大器的差模增益(zngy)(zngy)、差模输入电、差模输入电阻及输出电阻分别为阻及输出电阻分别为 (1+(1+)w/2w/2 8015 8015-107-107 1+2.1+(1+80)0.1 1+

40、2.1+(1+80)0.1(1+(1+)w/2w/222.1+810.122.1+810.120.420.4 2 2c c2152153030 +12+12 1515 1515 1 1 1 1 200200 5.15.1 -12 第44页/共74页第四十五页，共74页。4.4.放大电路如图所示放大电路如图所示,(1)(1)当输入端当输入端时时,输出电压输出电压5.15.1;当输入端当输入端1616时时,9.79.7,试求放大器的电压增益。试求放大器的电压增益。(2)(2)输入端输入端时时,如温度变化使输出电压如温度变化使输出电压由由5.15.1变化为变化为4.54.5,这时折合这时折合到输入端

41、的零点到输入端的零点(ln din)(ln din)漂移为何值漂移为何值?+(+12V)(+12V)1010 5.15.1 1515 100100 +1 1 5.1 5.1 -第45页/共74页第四十六页，共74页。+(+12V)(+12V)1010 5.15.1 1515 100100 +1 1 5.1 5.1 -解：解：=(5.1-9.7)/(0-1610=(5.1-9.7)/(0-1610)=2.875 )=2.875 因为输出漂移电压因为输出漂移电压(diny)(diny)=4.5-5.1=-0.6=4.5-5.1=-0.6，所以折算到输入，所以折算到输入端的漂移电压端的漂移电压(di

42、ny)(diny)为为0.6/287.5=-2.080.6/287.5=-2.08 作业作业(zuy)：p270 6.2.1,6.2.3第46页/共74页第四十七页，共74页。6.3 6.3 集成集成(j chn)(j chn)运算运算放大器放大器 运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要(zhngyo)(zhngyo)的品种，广泛应用于各种电子电路之中。的品种，广泛应用于各种电子电路之中。第47页/共74页第四十八页，共74页。运算运算(yn sun)(yn sun)放大器

43、放大器的结构的结构1.11.1方框图方框图1.21.2运算放大器的引线运算放大器的引线(ynxin)(ynxin)1.31.3运算放大器的符号运算放大器的符号第48页/共74页第四十九页，共74页。1.11.1方框图方框图 集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的原理集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的原理(yunl)(yunl)框图如图框图如图6.3.16.3.1所示。所示。图图 6.3.1 运算放大器原理框图运算放大器原理框图第49页/共74页第五十页，共74页。1.输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制

44、力，而且共模信号有很强的抑制力，而且(r qi)采用双端输入采用双端输入双端输出的形式。双端输出的形式。4.偏置电流源为上述各级电路偏置电流源为上述各级电路(dinl)提供提供稳定和稳定和 合适的偏置电流，一般由各种恒流源电合适的偏置电流，一般由各种恒流源电路路(dinl)组成。组成。3.互补输出级要求互补输出级要求(yoqi)输出电阻低，带负载能力输出电阻低，带负载能力强，能输出大功率。一般由互补对称电路或电强，能输出大功率。一般由互补对称电路或电压跟随器组成。压跟随器组成。2.中间放大级中间放大级要提供高的电压增益，以保证要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电

45、运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的路和带有源负载的高增益放大器高增益放大器。第50页/共74页第五十一页，共74页。1.21.2运算运算(yn sun)(yn sun)放大器的引线放大器的引线 运算运算(yn sun)放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号+或或IN+表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号

46、变化的极性与输出端相异，用符号“-”或或“IN-”表示。输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有表示。输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有+号。实际的运算号。实际的运算(yn sun)放大器通常必须有正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端。放大器通常必须有正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端。第51页/共74页第五十二页，共74页。1.3 1.3运算运算(yn sun)(yn sun)放大器的符号放大器的符号(1)(1)集成放大器的符号集成放大器的符号(fho)(fho)按照国家标准符号按照国家标准符号(fho)(fho)如图如图6.3.26.3.2所示。所示。(a)(b

47、)图图6.3.2 模拟集成放大器的符号模拟集成放大器的符号 (a)国家标准符号国家标准符号 (b)原符号原符号例。简单例。简单(jindn)的集成运放电路的分析（的集成运放电路的分析（P244）第52页/共74页第五十三页，共74页。运算运算(yn sun)放大器外形图放大器外形图第53页/共74页第五十四页，共74页。运算运算(yn sun)放大器外形图放大器外形图第54页/共74页第五十五页，共74页。6.4 6.4 运算运算(yn sun)(yn sun)放大器的放大器的主要参数主要参数 运算放大器的技术指标很多，其中一部分运算放大器的技术指标很多，其中一部分与差分放大器和功率放大器相同

48、，另一部分则是与差分放大器和功率放大器相同，另一部分则是根据运算放大器本身的特点而设立的。各种主要根据运算放大器本身的特点而设立的。各种主要参数均比较适中参数均比较适中(shzhng)的是通用型运算放的是通用型运算放大器，对某些项技术指标有特殊要求的是各种特大器，对某些项技术指标有特殊要求的是各种特种运算放大器。种运算放大器。1 1 运算放大器的静态运算放大器的静态(jngti)(jngti)技术指标技术指标 2 2 运算放大器的动态技术指标运算放大器的动态技术指标第55页/共74页第五十六页，共74页。1 1 运算运算(yn sun)(yn sun)放大器的静态技术指放大器的静态技术指标标

49、1.输入失调电压输入失调电压(diny)Vio ：(input offset voltage)输入电压输入电压(diny)为零时，将输为零时，将输出电压出电压(diny)除以电压除以电压(diny)增益，即为折增益，即为折算到输入端的失调电压算到输入端的失调电压(diny)。是表征运放内。是表征运放内部电路对称性的指标。部电路对称性的指标。2.输入失调电流输入失调电流 Iio：(input offset current)在在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差，用于表征(bio zhn)差分级输入电流不对称的差分级输入电流不对称的程度。

50、程度。3.输入偏置电流输入偏置电流IB：(input bias current)运放两运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。放大对管输入电流的大小。第56页/共74页第五十七页，共74页。4.输入输入(shr)失调电压温漂失调电压温漂 dVio/dT5.输入失调输入失调(shtio)电流温漂电流温漂dIio/dT 在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。在规定工作温