第六章集成运算放大电路

1、第六章第六章集成运算放大电路集成运算放大电路 6.1集成放大电路的特点集成放大电路的特点 6.2集成运放的基本组成部分集成运放的基本组成部分 6.3集成运放的典型电路集成运放的典型电路 6.4集成运放的主要技术指标集成运放的主要技术指标 6.5理想运算放大器理想运算放大器 6.6各类集成运放的性能特点各类集成运放的性能特点 6.7集成运放使用中的几个具体问题集成运放使用中的几个具体问题 本章重点和考点：本章重点和考点： 1、集成电路的组成及特点。、集成电路的组成及特点。 2、集成运放电路的理想性能指标、集成运放电路的理想性能指标 3、偏置电路、偏置电路-电流源电路的作用电流源电路的作用 4、差

2、分放大电路的组态、分析与定性计算、差分放大电路的组态、分析与定性计算 6.1集成放大电路的特点集成放大电路的特点 集成电路简称集成电路简称 IC ( (Integrated Circuit) ) 集成电路按集成电路按 其功能分其功能分 数字集成电路数字集成电路 模拟集成电路模拟集成电路 模拟集成模拟集成 电路类型电路类型 集成运算放大器；集成运算放大器；集成功率放大器；集成功率放大器； 集成高频放大器集成高频放大器；集成中频放大器；集成中频放大器； 集成比较器集成比较器；集成乘法器；集成乘法器；集成稳压集成稳压 器器；集成数；集成数/模和模模和模/数转换器等。数转换器等。 集成电路的外形集成电

3、路的外形 图图 6.1.1集成电路的外形集成电路的外形 ( (a) )双列直插式双列直插式( (b) )圆壳式圆壳式 ( (c) )扁平式扁平式 集成运算放大电路特点：集成运算放大电路特点： 1. 对称性好，适用于构成差分放大电路。对称性好，适用于构成差分放大电路。 2. 集成电路中电阻，其阻值范围一般在几十欧到几十集成电路中电阻，其阻值范围一般在几十欧到几十 千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。 3. 在芯片上制作三极管比较方便，常常用三极管代在芯片上制作三极管比较方便，常常用三极管代 替替电阻电阻( (特别是大电阻特别是大电阻)

4、)。 4. 在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电 路通常采用直接耦合电路方式。路通常采用直接耦合电路方式。 5. 集成电路中的集成电路中的 NPN 、 PNP管的管的 值差别较大，值差别较大， 通常通常 PNP 的的 10 。 6.2集成运放的基本组成部分集成运放的基本组成部分 实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大 电路。电路。 图图 4.2.1集成运算的基本组成集成运算的基本组成 输入级输入级中间级中间级输出级输出级 偏置电路偏置电路 6.2.1偏置电路偏置电路 向各放大级提供合适的偏置电流，

5、确定各级静态工作点。向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。 1. 镜像电流源镜像电流源 由图可知，由图可知，T1和和T2的的b-e间电压相间电压相 等，可得等，可得 而电流放大系数而电流放大系数 因此因此 IC1和和IC2呈镜像关系，因此得名呈镜像关系，因此得名 IC2为该电路的输出电流为该电路的输出电流 BBB III 21 21 BCCC IIII 21 1. 镜像电流源镜像电流源 基准电流基准电流IREF 将上式变换将上式变换 当当 时，输出电流时，输出电流 C CBC EEBECC REF I III R VVV I 22 RC II 2 2 R VVV II EEBECC

6、 REFC 2 1. 镜像电流源镜像电流源 温度补偿作用温度补偿作用(以温度升高为例以温度升高为例) 当温度升高时当温度升高时 2C I 2C I 1C I REF I REF V( R) REF I B V B I 镜像电流源的局限性镜像电流源的局限性 (1)若需要若需要 较大较大, 势必增大势必增大,R的功耗也将增大的功耗也将增大 (1)若需要若需要 较小较小, 势必也小势必也小,R的数值必然很大的数值必然很大 2C I REF I 2C I REF I 2. 带缓冲级的镜像电流源带缓冲级的镜像电流源 缓冲原理：缓冲原理： 利用利用T3管电流放大作用，减小了基极电流管电流放大作用，减小了基

7、极电流IB1 和和IB2对基准电流对基准电流IREF的分流。的分流。 具体分析如下具体分析如下 电路结构：电路结构： 在镜像电流源在镜像电流源T1管的集电极与基极管的集电极与基极 间加一个射极输出的晶体管间加一个射极输出的晶体管T3 T1、 、T2和 和 T3特性完全相同，因此特性完全相同，因此 1 3 312 E REFBREFCC I IIIII 整理后可得整理后可得 REF REF C I I I )1 ( 2 1 2 )1 ( 2 1 2 22 C REF B REF I I I I 即使即使 很小很小, 与与 也能保持很好的镜像关系也能保持很好的镜像关系 2C I REF I 3.

8、比例电流源比例电流源 从右图可知从右图可知 根据根据BJT发射结电压与发射极电流的近发射结电压与发射极电流的近 似关系可得似关系可得 由于由于T1和和T2的特性完全相同，所以的特性完全相同，所以 代入上式，整理可得代入上式，整理可得 当当 时，时， ， ，所以，所以 在一定取值范围内，若上式中对数项可在一定取值范围内，若上式中对数项可 忽略，则忽略，则 222111eEBEeEBE RIVRIV S E TBE I I VVln 2 1 21 ln E E TBEBE I I VVV 2 1 1122 ln E E TeEeE I I VRIRI 2 REC III 1122EC II 222

9、 1 2 ln C R e T R e e C I I R V I R R I R e e C I R R I 2 1 2 IC2与与IR呈比例关系，通呈比例关系，通 过改变过改变Re1和和Re2的阻值来改的阻值来改 变其比例大小变其比例大小 4. 微电流源微电流源 e2 BE2BE1 R VV E2C2 II e2 BE R V 电路结构：电路结构： 在镜像电流源的在镜像电流源的T2管的射极电管的射极电 路接入电阻路接入电阻Re2 当当 时，可得时，可得1 由于由于 的数值小，故用的数值小，故用 阻值不大的阻值不大的Re2即可获得微小即可获得微小 的工作电流的工作电流IC2， ，所以被称为

10、所以被称为 微电流源微电流源 BE V 根据电路结构，推导可得根据电路结构，推导可得 2 2 ln C R e T C I I R V I 5. 威尔逊电流源威尔逊电流源（高输出阻抗电流源）（高输出阻抗电流源） 图中图中T1、T2和和T3管特性完全相同，管特性完全相同， 因而因而 根据各管电流，根据各管电流，A点电流方程为点电流方程为 将上式变换将上式变换 在在B点点 整理可得整理可得 321 CCC III 21 C CBCE I IIII 2 2 23 333 2 11 22 CCEC IIII 3 2 2 3 331 2 22 2 1 C C CBCREF I I IIII RRC II

11、I ) 22 2 1 ( 2 3 可见，在可见，在 很小时，很小时， RC II 3 6. 多路电流源多路电流源 333222111eEBEeEBEeEBEeEBE RIVRIVRIVRIV 电路结构：电路结构： 在镜像电流源基础上得到的多路电流源，根据电路可得：在镜像电流源基础上得到的多路电流源，根据电路可得： 由于各管的由于各管的be间电压间电压VBE大致相等，大致相等， 因此可得近似关系因此可得近似关系 332211eEeEeEeE RIRIRIRI 当当IE确定后，各级只要确定后，各级只要 选择合适的射极电阻，就选择合适的射极电阻，就 可以得到多个所需的电流可以得到多个所需的电流 7.

12、 FET电流源电流源 （1）电流源类型）电流源类型 包括镜像电流源、微电流源、多路电流源等包括镜像电流源、微电流源、多路电流源等 （2）分析方法）分析方法 与与BJT电流源分析方法基本相同电流源分析方法基本相同 （3）电流源特点）电流源特点 相比相比BJT电流源，具有精度高、输入电阻高、低噪声等电流源，具有精度高、输入电阻高、低噪声等 特点特点 例题：例题：图示电路是型号为图示电路是型号为F007F007的通用型集成运放的电流源部的通用型集成运放的电流源部 分。其中分。其中T1T1与与T2T2为为NPNNPN管；管； T3T3与与T4T4为为PNPPNP管，它们的管，它们的 均为均为5 5，b

13、-eb-e间电压值约为间电压值约为0.7V0.7V。试求。试求T1T1与与T4T4的集电极电流的集电极电流 解：解：图中图中R上的电流为基准电流，上的电流为基准电流， 可得可得 T1与与T2构成微电流源，可得构成微电流源，可得 利用累试法求出利用累试法求出 T3与与T4构成镜像电流源，由公式构成镜像电流源，由公式 mAmA R UUV I BEEBCC R 73. 0 39 7 . 07 . 0302 23 A II I R U I CC RT C ) 73. 0 ln 3 26 (ln 111 1 AIC28 1 mAmAIII RCC 52. 0)73. 0 25 5 ( 2 34 6.2

14、.2差分放大输入级差分放大输入级 输入级大都采用差分放大电路的形式。输入级大都采用差分放大电路的形式。 电路形式电路形式 基本形式基本形式 长尾式长尾式 恒流源式恒流源式 一、基本形式差分放大电路一、基本形式差分放大电路 1. 电路组成电路组成 +VCC Rc2 + VT1 VT2 Rb2 Rc1 Rb1 + + uId Id 2 1 u Id 2 1 u + uo R1 R2 假设电路完全对称假设电路完全对称 当当 uId = 0时时 UCQ1 = UCQ2 UO = 0 图图 4.2.6差分放大电路的基本形式差分放大电路的基本形式 抑制零漂抑制零漂 2. 电压放大倍数电压放大倍数 VT1

15、和和 VT2 基极输入电压大小相等，极性相反，基极输入电压大小相等，极性相反， 称为差模输入电压称为差模输入电压( (uId) )。 在差模信号作用下：在差模信号作用下： Id1u1C 2 1 uAu IdC uAu u12 2 1 Id12CC1o uAuuu u 差模电压放大倍数为差模电压放大倍数为 1 Id o d u A u u A 3. 共模抑制比共模抑制比 差分放大电路差分放大电路 输入电压输入电压 差模输入电压差模输入电压 uId 共模输入电压共模输入电压 uIc ( (uIc大小相等，极性相同大小相等，极性相同) ) +VCC Rc VT1 VT2 Rb Rc Rb + uIc

16、 + uo RR 共模电压放大倍数：共模电压放大倍数： Ic o c u u A Ac 愈小愈好，而愈小愈好，而 Ad 愈大愈好愈大愈好 图图 4.2.7共模输入电压共模输入电压 共模抑制比共模抑制比 KCMR c d CMR lg20 A A K ( (1) ) KCMR 描述差分放大电路对零点漂移的抑制能力。描述差分放大电路对零点漂移的抑制能力。 KCMR愈大，抑制零漂能力愈强；愈大，抑制零漂能力愈强； ( (2) ) 理想情况下，电路参数完全对称，理想情况下，电路参数完全对称，Ac = 0， KCMR = 。 ( (3) ) 基本形式差放电路每个三极管的集电极对地电压，基本形式差放电路每

17、个三极管的集电极对地电压， 其零漂与单管放大电路相同，丝毫没有改善。其零漂与单管放大电路相同，丝毫没有改善。 二、长尾式差分放大电路二、长尾式差分放大电路 可减小每个管子输出端的温漂。可减小每个管子输出端的温漂。 1. 电路组成电路组成 +VCC Rc + VT1VT2 Rc + + uId Id 2 1 u Id 2 1 u + uo R R VEE Re Re 称为称为“长尾电阻长尾电阻”。 且引入且引入共模负反馈共模负反馈。 Re 愈大，共愈大，共 模负反馈愈强。模负反馈愈强。 Ac 愈小。每个管愈小。每个管 子的零漂愈小。子的零漂愈小。 对差模信号对差模信号 无负反馈。无负反馈。 图图

18、 4.2.8长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路 2. 静态分析静态分析 +VCC Rc + VT1VT2 Rc + + uId Id 2 1 u Id 2 1 u + uo R R VEE Re 当当 uId = 0 时，由于电路结构对称，故：时，由于电路结构对称，故： IBQ1 = IBQ2 = IBQ，ICQ1 = ICQ2 = ICQ ，UBEQ1 = UBEQ2 = UBEQ，UCQ1 =UCQ2 = UCQ， 1= 2= IBQR + UBEQ + 2IEQRe = VEE 则则 e BEQEE BQ )1(2RR UV I ICQ IBQ )( BQBQ 对地对地RIU cCQC

19、CCQ RIVU ( (对地对地) ) 图图 4.2.8长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路 3. 动态分析动态分析 Rc VT1VT2 Rc + uo RR uI1 uI2 2 L R 2 L R be 1I 1B rR u i 1B1C ii 1I be L C L c1C1C 2 / 2 /u rR R R R Riu 则则 2I be L C L c2C2C 2 / 2 /u rR R R R Riu 同理同理 图图 4.2.8长尾式差分长尾式差分 放大电路的交流通路放大电路的交流通路 图图4.2.10接有调零电位器的长尾差分电路接有调零电位器的长尾差分电路 Rc VT1VT2 Rc

20、+ uo RR uI1 uI2 L R RW VEE +VCC Re 输出电压为输出电压为 )( 2 / 2I1I be L C C21CO uu rR R R uuu 差模电压放大倍数为差模电压放大倍数为 be L C 2I1I O d ) 2 /( rR R R uu u A 差模输入电阻为差模输入电阻为 差模输出电阻为差模输出电阻为 )(2 beid rRR co 2RR 复习：复习： 1.IC的组成：的组成：输入级、输出级、中间级和偏置电路输入级、输出级、中间级和偏置电路 2.偏置电路的作用和组成偏置电路的作用和组成 为各级放大电路提供合适的静态电流为各级放大电路提供合适的静态电流 作

21、为有源负载，提高电路的放大倍数作为有源负载，提高电路的放大倍数 +VCC R IREF + VT1VT2 IC2 IB1IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 镜像电流源镜像电流源 +VCC R IREF + VT1VT2 IC2 IB1IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 比例电流源比例电流源 +VCC R IREF VT1VT2 IC2 2IB IC1 Re 微电流源微电流源 3.差分输入级的作用和组成差分输入级的作用和组成 作用：抑制零漂作用：抑制零漂 组成：组成： +VCC Rc2 + VT1 VT2 Rb2 Rc1 Rb1 + + uId Id 2 1 u Id 2 1 u

22、 +uo R1 R2 +VCC Rc + VT1VT2 Rc + + uId Id 2 1 u Id 2 1 u + uo R R VEE Re 动态参数分析：动态参数分析： 三、恒流源式差分放大电路三、恒流源式差分放大电路 用三极管代替用三极管代替“长尾式长尾式”电路的长尾电阻，即构成电路的长尾电阻，即构成 恒流源式差分放大电路恒流源式差分放大电路 Rc VT1VT2 Rc + u o R R uI1 uI2 +VCC Re Rb2 Rb1 VEE VT3 1. 电路组成电路组成 VT3：恒流管：恒流管 作用：作用： 能使能使 iC1、iC2 基本上不随温度的基本上不随温度的 变化而变化，从

23、而变化而变化，从而 抑制共模信号的变抑制共模信号的变 化。化。 图图 4.2.13恒流源式差分放大电路恒流源式差分放大电路 2. 静态分析静态分析 当忽略当忽略 VT3 的基极电流时，的基极电流时， Rb1 上的电压为上的电压为 Rc VT1VT2 Rc + uo R R uI1 uI2 +VCC Re Rb2 Rb1 VEE VT3 )( EECC 2b1b 1b 1b VV RR R U R 于是得到于是得到 CQ3CQ2CQ1 2 1 III C1CQCCCQ2CQ1 RIVUU 1 1CQ BQ2BQ1 I II RIUU 1BQBQ2BQ1 e 3BEQ EQ3CQ3 1b R UU

24、 II R 图图 4.2.13恒流源式差分放大电路恒流源式差分放大电路 3. 动态分析动态分析 由于恒流三极管相当于一个阻值很大的长尾电阻，由于恒流三极管相当于一个阻值很大的长尾电阻， 它的作用也是引入一个共模负反馈，对差模电压放大倍它的作用也是引入一个共模负反馈，对差模电压放大倍 数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。 差模电压放大倍数为差模电压放大倍数为 be L C 2I1I O d ) 2 /( rR R R uu u A 差模输入电阻为差模输入电阻为 差模输出电阻为差模输出电阻为 )(2 beid rRR co 2RR Rc VT1VT2 Rc

25、+ uo RR uI1 uI2 2 L R 2 L R 四、差分放大电路的输入、输出接法四、差分放大电路的输入、输出接法 有四种不同的接法有四种不同的接法 差分输入、双端输出；差分输入、双端输出； 差分输入、单端输出；差分输入、单端输出； 单端输入、双端输出；单端输入、双端输出； 单端输入、单端输出。单端输入、单端输出。 1. 差分输入、双端输出差分输入、双端输出 Rc VT1 VT2 Rc + u o R R uI uI2 +VCC VEE I R + be L C d ) 2 /( rR R R A )(2 beid rRR co 2RR 图图 4.2.16( (a) )差分输入、双端输出

26、差分输入、双端输出 2. 差分输入、单端输出差分输入、单端输出 Rc VT1VT2 Rc + uo R R uI uI2 +VCC VEE I R + uouo uO 约为双端输出的一半，即约为双端输出的一半，即 be LC d )/( 2 1 rR RR A )(2 beid rRR co RR 若由若由 VT2 集电极输集电极输 出，出， uO 为为“正正”。 图图 4.2.16( (b) )差分输入、单端输出差分输入、单端输出 3. 单端输入、双端输出单端输入、双端输出 Rc VT1 VT2 Rc + u o R R uI +VCC VEE I + 单端输入单端输入 则则 当共模负反馈足

27、当共模负反馈足 够强时，够强时， IE 2 1 uu IEI1BE 2 1 uuuu IE2BE 2 1 0uuu 三极管仍然基本工作在差分状态，所以三极管仍然基本工作在差分状态，所以 ； be L C d ) 2 /( rR R R A ；)(2 beid rRR co 2RR 图图 4.2.16( (c) )单端输入、双端输出单端输入、双端输出 4. 单端输入、单端输出单端输入、单端输出 Rc VT1 VT2 Rc + uo R R uI +VCC VEE I + ； be LC d )/( 2 1 rR RR A ；)(2 beid rRR co RR 若改从若改从 VT2 集电集电 极

28、输出，则极输出，则 ； be LC d )/( 2 1 rR RR A 这种接法比一般的单管放大电这种接法比一般的单管放大电 路具有较强的抑制零漂的能力。路具有较强的抑制零漂的能力。 图图 4.2.16( (d) )单端输入、单端输出单端输入、单端输出 结论结论 ( (1) ) 双端输出时，双端输出时，Ad 与单管与单管 Au 基本相同；单端输出基本相同；单端输出 时，时，Ad 约为双端输出时的一半。约为双端输出时的一半。 双端输出时，双端输出时，Ro = 2Rc；单端输出时，；单端输出时， Ro = Rc 。 ( (2) ) 双端输出时，理想情况下，双端输出时，理想情况下，KCMR ；单端；

29、单端 输出时，共模抑制比不如双端输出高。输出时，共模抑制比不如双端输出高。 ( (3) ) 单端输出时，可以选择从不同的三极管输出，单端输出时，可以选择从不同的三极管输出， 而使输出电压与输入电压反相或同相。而使输出电压与输入电压反相或同相。 ( (4) ) 单端输出时，由于引入很强的共模负反馈，两单端输出时，由于引入很强的共模负反馈，两 个管子仍基本工作在差分状态。个管子仍基本工作在差分状态。 ( (5) ) 单端输出时，单端输出时， Rid 2(R + rbe)。 差分放大电路四种接法的性能比较差分放大电路四种接法的性能比较 接法接法 性能性能 差分输入差分输入 双端输出双端输出 差分输入

30、差分输入 单端输出单端输出 单端输入单端输入 双端输出双端输出 单端输入单端输入 单端输出单端输出 Ad be L C ) 2 /( rR R R be L c rR R R ) 2 /( be Lc rR RR )/( 2 1 be Lc rR RR )/( 2 1 KCMR 很高很高很高很高较高较高较高较高 Rid)(2 be rR )(2 be rR )(2 be rR )(2 be rR Ro c 2R c 2R c R c R 差分放大电路四种接法的性能比较差分放大电路四种接法的性能比较 接法接法 性能性能 差分输入差分输入 双端输出双端输出 差分输入差分输入 单端输出单端输出 单端

31、输入单端输入 双端输出双端输出 单端输入单端输入 单端输出单端输出 特特 性性 1. Ad 与单与单 管放大电路管放大电路 基本相同。基本相同。 2.在理想情在理想情 况下，况下， KCMR。 3.适用于差适用于差 分输入、双分输入、双 端输出，输端输出，输 入信号及负入信号及负 载的两端均载的两端均 不接地的情不接地的情 况。况。 1. Ad 约为约为 双端输出时双端输出时 的一半。的一半。 2. 由于引由于引 入共模负反入共模负反 馈，仍有较馈，仍有较 高的高的KCMR。 3.适用于将适用于将 双端输入转双端输入转 换为单端输换为单端输 出。出。 1. Ad 与单与单 管放大电路管放大电路

32、 基本相同。基本相同。 2.在理想情在理想情 况下，况下， KCMR。 3.适用于将适用于将 单端输入转单端输入转 换为双端输换为双端输 出。出。 1. Ad 约为双端约为双端 输出时的一半。输出时的一半。 2.比单管放大比单管放大 电路具有较强的电路具有较强的 抑制零漂的能力。抑制零漂的能力。 3.适用于输入、适用于输入、 输出均要求接地输出均要求接地 的情况。的情况。 4.选择不同管选择不同管 子输出，可使输子输出，可使输 出电压与输入电出电压与输入电 压反相或同相。压反相或同相。 4.2.3中间级中间级 任务：任务：提供足够大的电压放大倍数。提供足够大的电压放大倍数。 要求：要求：本身具

33、有较高的电压增益；具有较高的本身具有较高的电压增益；具有较高的 一、有源负载一、有源负载 图图 4.2.17有源负载单管共射放大电路有源负载单管共射放大电路 VT1：放大三极管；：放大三极管； VT2：有源负载；有源负载； VT3、VT2 镜像电流源。镜像电流源。 +VCC VT1 VT2VT3 RI + + uI uO 输入电阻；能向输出级提供较大的推动电流。输入电阻；能向输出级提供较大的推动电流。 基准电流基准电流 R UV I 3BECC 有源负载共射放大电路有源负载共射放大电路 1.电路图电路图2.静态分析（求参考电流，略）静态分析（求参考电流，略） 3.动态分析动态分析 U A be

34、1b Lce2ce11 )/( rR Rrr T R Rb1 b1 R Rb2 b2 rce2 beb L1 rR R U A 有源负载的差分放大电路有源负载的差分放大电路 放大电路采用放大电路采用 差分输入、单端输出差分输入、单端输出； 工作电流由恒流源工作电流由恒流源 I 决定；决定； 输出电流输出电流 io = ic4 ic2 = 2 ic4 +VCC VT1 VT4VT3 + uI io VT2 I VEE ic3 ic1 ic4 ic2 图图 4.2.18有源负载的差分放大电路有源负载的差分放大电路 利用镜像电流源利用镜像电流源 可以使可以使单端输出单端输出差分放大电路的差差分放大电

35、路的差 模放大倍数提高到接近模放大倍数提高到接近双端输出双端输出的情况。的情况。 二、复合管二、复合管 优点优点 可以获得很高的电流放大系数可以获得很高的电流放大系数 ； 提高中间级的输入电阻；提高中间级的输入电阻； 提高了集成运放总的电压放大倍数。提高了集成运放总的电压放大倍数。 复合管的构成：复合管的构成： + uBE iB iB1 iC2 iC iE iE1 = iB2 VT1 b VT2 e c iC1 由两个或两个以上三极管组成。由两个或两个以上三极管组成。 复合管共射电流放大系数复合管共射电流放大系数 值值 B C i i 因因为为 由图可见由图可见 2B21B12C1CC iii

36、ii 1B11E 2 B )1(iii 1BB ii 图图 4. 2.19 1B2121 1B21B1C )( )1 ( i iii + uBE iB iB1 iC2 iC iE iE1 = iB2 VT1 b VT2 e c iC1 则则 212121 B C i i 所所以以 三极管输入电阻三极管输入电阻 rbe 2be11be B BE be )1( rr i u r 其中其中 )1( 2be11be1B 2be2B1be1BBE rri ririu 所以所以 显然，显然， 、rbe 均比一个管子均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。提高了很多倍。 图图 4. 2.19 构成复合管时

37、注意构成复合管时注意 1. 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电 流与后级输入电流实际方向一致。流与后级输入电流实际方向一致。 2. 外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结 正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。 复合管的接法复合管的接法 VT1b VT2 e c VT2 VT1b e c ( (a) ) NPN 型型 ( (b) ) PNP 型型 图图 4. 2. 20复合管的接法复合管的接法 ( (c) ) NPN 型型 c VT1b VT2 e ( (d)

38、) PNP 型型 VT2 VT1 b e c 图图 4. 2. 20复合管的接法复合管的接法 结结 论论 1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。 复合管的复合管的 1 2，复合管的，复合管的 rbe = rbe1。 2. 两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三 极管相同。复合管的极管相同。复合管的 1 2，复合管的，复合管的 rbe = rbe1 。 3. 在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输 入级和输出级。入级和输出级。

39、 4.2.4输出级输出级 一、互补对称电路一、互补对称电路 工作原理：工作原理： 当输入正弦电压当输入正弦电压 uI 时时 uI 0，VT1 导通，导通，VT2 截止截止 iC1：+VCC VT1 RL 地地 uI u 时，时，uO = + UOPP 当当 u+ u 时 时, uO = UOPP 1. uO 的值只有两种可能的值只有两种可能 在非线性区内，在非线性区内，( (u+ u ) )可能很大，即可能很大，即 u+ u 。 “虚地虚地”不存在不存在 2. 理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等于零 0 ii “虚断虚断” 实际运放实际运放 Aod ，当，当 u+ 与与 u 差值比较

40、小时，仍有差值比较小时，仍有 Aod (u+ u )UOPP，运放工作在线性区。，运放工作在线性区。 例如：例如：F007 的的 Uopp = 14 V，Aod 2 105 ，线性，线性 区内输入电压范围区内输入电压范围 V70 102 V 14 5 od OPP A U uu uO u+ u O 实际特性实际特性 非线性区非线性区 非线性区非线性区 线性区线性区 但线性区范围很小。但线性区范围很小。 图图 4.5.2集成运放的传输特性集成运放的传输特性 4.6各类集成运放的性能特点各类集成运放的性能特点 一、高精度型一、高精度型 性能特点：性能特点： 漂移和噪声很低，开环增益和共模抑漂移和噪

41、声很低，开环增益和共模抑 制比很高，误差小。制比很高，误差小。 二、低功耗型二、低功耗型 性能特点：性能特点：静态功耗一般比通用型低静态功耗一般比通用型低 1 2 个数量个数量 级级( (不超过毫瓦级不超过毫瓦级) )，要求电压很低，要求电压很低， 有较高的开环差模增益和共模抑制比。有较高的开环差模增益和共模抑制比。 三、高阻型三、高阻型 性能特点：性能特点： 通常利用场效应管组成差分输入级，输通常利用场效应管组成差分输入级，输 入电阻高达入电阻高达 1012 。 高阻型运放可用在测量放大器、采样高阻型运放可用在测量放大器、采样-保持电路、带保持电路、带 通滤波器、模拟调节器以及某些信号源内阻很高的电路中。通滤波器、模拟调节器以及某些信号源内阻很高的电路中。 四、高速型四、高速型 大信号工作状态下具有优良的频率特性，大信号工作状态下具有优良的频率特性， 转换速率可达每微秒几十至几百伏，甚至转换速率可达每微秒几十至几百伏，甚至 高达高达 1 000 V/ s，单位增益带宽可达，单位