31-32学时：第6章差分放大电路传输特性和第二章(2012)

1、1(4)当输出接一当输出接一12k 负载时负载时的电压增益的电压增益.解：解：求求:mA1R)V12(0Ic3C3V9)V12(0e3E3E3C3CE3 RIVVV +12 + - vo -12 Rc1 Rc2 T2 T1 Re1 iC1 iC2 + - vid T3 Rb1 iE Re2 Rb2 Rc3 Re3 iE3 1k 1k 10k 10k 3k 12k 10k Ri2 例例。时，时，当当，均为硅管，均为硅管，、V008050TTTOi321321 vv ?vmV5v)3(?AAA)2(;RVVIII )1(OiV2D2VVe2CE2CE3EC23C时，当的值及、(1)静态静态E3I2

2、mA37. 0RVRIIc2BE3e3E3C2 求求: +12 + - vo -12 Rc1 Rc2 T2 T1 Re1 iC1 iC2 + - vid T3 Rb1 iE Re2 Rb2 Rc3 Re3 iE3 1k 1k 10k 10k 3k 12k 10k Ri2 例例。时，时，当当，均为硅管，均为硅管，、V008050TTTOi321321 vv ?mV5)3(?)2(;)1(OiV2D2e2CE2CE3EC23C vvAAARVVIIIVV时时，当当的的值值及及、E2c2C2CE2V12VRIV mA74. 0I2I2IC2E2Ek2 . 5k 74. 0121074. 07 . 0

3、I)12(RIVREe1EEe2 V9V )7 . 0(1037. 012 ?)V(7.07.05037.07.0RI0V2b2C2E 3?i2 R +12 + - vo -12 Rc1 Rc2 T2 T1 Re1 iC1 iC2 + - vid T3 Rb1 iE Re2 Rb2 Rc3 Re3 iE3 1k 1k 10k 10k 3k 12k 10k Ri2 ?D2 VA?3 VAe33be3R)1(r差分放大电路的负载是哪部分？差分放大电路的负载是哪部分？)Rr(2)R/R(Ab1be2i2c22D2V k3 . 2ImV26)1(200rE33be3 k3 .245Ri250 k78.

4、 3ImV26)1(200rE22be2 9 . 3R)1(rRAe33be33c33V ?AAA)2(V2D2VVmA1II3EC3 mA37. 0IIE3C2 195AAA3VD2VV 4 +12 + - vo -12 Rc1 Rc2 T2 T1 Re1 iC1 iC2 + - vid T3 Rb1 iE Re2 Rb2 Rc3 Re3 iE3 1k 1k 10k 10k 3k 12k 10k Ri2 V98. 0V 105195vAv3iVO (4)时时 k12LR95. 1R)1(r)R/R(Ae33beL3c33V 5 .97AAA3VD2VV (3)当当vi=5mV时，时，54.

5、带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路6.2.3 源极耦合差分式放大电路源极耦合差分式放大电路自学。自学。66.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性根据根据TBE/ESEeVIiv iC1= iE1，iC2= iE2vBE1= vi1= vid/2vBE2= vi2 = - -vid/2 又又 vO1VCCiC1Rc1 vO2VCCiC2Rc2可得传输特性曲线可得传输特性曲线 vO1，vO2f（vid）7vO1，vO2f（vid）的传输特性曲线的传输特性曲线（书上图（书上图6.2.2）斜率是差分放大电斜率是差分放大电路的差模增益。路的差模增益。86

6、.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器*6.4.1 CMOS MC14573集成电路运算放大器集成电路运算放大器6.4.2 BJTLM741集成运算放大器集成运算放大器6.4.2.1 简单的集成电路运算放大器简单的集成电路运算放大器6.4.2.2 通用型集成电路运算放大器通用型集成电路运算放大器96.4.2.1 简单的集成电路运算放大器简单的集成电路运算放大器1. 集成运放内部组成框图集成运放内部组成框图102. 简单集成运放电路组成简单集成运放电路组成3. 输入输出相位关系及符号输入输出相位关系及符号11集成运放的特点：集成运放的特点：电压增益高电压增益高输入电阻大输入电阻大输出电阻小输

7、出电阻小126.4.2.2 通用型集成电路运算放大器通用型集成电路运算放大器13简化电路简化电路14（1 1）差分放大电路的差模信号是两个输入端信号的）差分放大电路的差模信号是两个输入端信号的 ，共模信号是两个输入端信号的共模信号是两个输入端信号的 。A.差差 B.和和 C.平均值平均值 小练习小练习1 1、选择合适答案填入空内。、选择合适答案填入空内。 （2 2）用恒流源取代差分放大电路中的发射极电阻）用恒流源取代差分放大电路中的发射极电阻R Re e，将使电，将使电路的路的 。 A.差模放大倍数数值增大差模放大倍数数值增大 B.抑制共模信号能力增强抑制共模信号能力增强 C.差模输入电阻增大

8、差模输入电阻增大（3）集成运放电路采用直接耦合方式是因为）集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。 A A可获得很大的放大倍数可获得很大的放大倍数 B. B. 可使温漂小可使温漂小 C C集成工艺难于制造大容量电容集成工艺难于制造大容量电容ACBC15 2、判断下列说法是否正确，用判断下列说法是否正确，用“”或或“”表示判断结果填表示判断结果填入括号内入括号内。 （1）运放的共模抑制比）运放的共模抑制比 为为 。( ) （2）有源负载可以增大放大电路的输出电流。）有源负载可以增大放大电路的输出电流。( ) （3）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放

9、大管的动态电流。电流。( )cdCMRAAK（4 4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以 。A减小温漂减小温漂 B. 增大放大倍数增大放大倍数 C. 提高输入电阻提高输入电阻A166.5 实际集成运算放大器的主要实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响参数和对应用电路的影响6.5.1 实际集成运放的主要参数实际集成运放的主要参数*6.5.2 集成运放应用中的实际问题集成运放应用中的实际问题176.5.1 集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数1. 输入失调电压输入失调电压VIO在室温及标准电源电压下，输入电压为零时，为

10、使集成在室温及标准电源电压下，输入电压为零时，为使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压。运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压。2. 输入偏置电流输入偏置电流IIB集成运放输出电压集成运放输出电压vO=0时，两时，两个输入端静态电流的平均值。个输入端静态电流的平均值。2/ )(BPBNIBIII 在使用上在使用上,IIB越小越小,因信号源内阻的变化引起的输出电压变化因信号源内阻的变化引起的输出电压变化也越小也越小,一般为一般为10nA1 A。3. 输入失调电流输入失调电流IIOBPBNIOIII 因为信号源电阻的存在，因为信号源电阻的存在，IIO会引入一输入电压。破会引入一输入电压。

11、破坏放大器的平衡。一般为坏放大器的平衡。一般为1nA0.1 A18（1）输入失调电压温漂）输入失调电压温漂 VIO / T（2）输入失调电流温漂）输入失调电流温漂 IIO / T4. 温度漂移温度漂移6. 最大共模输入电压最大共模输入电压Vicmax是使输入级能对差模信号进行正常放大时允许输入的最大共模输是使输入级能对差模信号进行正常放大时允许输入的最大共模输入电压。超过它，入电压。超过它，KCMR显著下降。显著下降。高质量的运放可达高质量的运放可达 13V。6.5.1 集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数5. 最大差模输入电压最大差模输入电压Vidmax利用平板工艺制成的

12、利用平板工艺制成的NPN管约为管约为 5V，横向，横向BJT可达可达 30V。超过这个值，输入级某一侧的超过这个值，输入级某一侧的BJTBJT管出现发射极的反向击穿，管出现发射极的反向击穿，使运放性能恶化。使运放性能恶化。196.5.1 集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数9. 开环带宽开环带宽BW (fH)8. 开环差模电压增益开环差模电压增益AVO指集成运指集成运放放工作在线性区工作在线性区，接，接入规定的负载，在入规定的负载，在无负反馈无负反馈情情况下的直流电压增益。况下的直流电压增益。AVO与输出电压与输出电压VO的大小有的大小有关。通常是在规定的输出电关。通常是在

13、规定的输出电压幅值测得的值。压幅值测得的值。在上图中在上图中fH约为约为7Hz.为什么频带这么窄？为什么频带这么窄？7. 最大输出电流最大输出电流Iomax通常给出输出端短路时的电流。通常给出输出端短路时的电流。206.5.1 集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数10. 单位增益带宽单位增益带宽 BWG (fT)指开环电压增益指开环电压增益A AVOVO频率响应曲线上其增益下降到频率响应曲线上其增益下降到A AVOVO=1=1时时的频率。的频率。21max)(dttdvSoR 指放大电路在闭环状态下，输入为大信号（如阶跃信号）时，指放大电路在闭环状态下，输入为大信号（如阶跃

14、信号）时，放大电路输出电压对时间的最大变化速率。它是运放在大信号放大电路输出电压对时间的最大变化速率。它是运放在大信号和高频信号工作时的一项重要指标。和高频信号工作时的一项重要指标。11. 转换速率转换速率SR集成运放的频率响应和瞬态响应在小信号和大信号时有很大差别。集成运放的频率响应和瞬态响应在小信号和大信号时有很大差别。6.5.1 集成电路运算放大器的主要参数集成电路运算放大器的主要参数在频率响应上，大信在频率响应上，大信号频带宽度要比小信号频带宽度要比小信号窄。号窄。在瞬态响应上，放在瞬态响应上，放大电路的输出电压大电路的输出电压不能即时地随阶跃不能即时地随阶跃输入电压变化。输入电压变化

15、。主要影响是电路中的极间电容和补偿电容。主要影响是电路中的极间电容和补偿电容。22通常把实际运放视为理想器件，即：通常把实际运放视为理想器件，即：AVO，rid，BW，SR，KCMR为为无穷大无穷大，rO，VIO，IIO，IIB， VIO / T， IIO / T为为零零。*6.7 放大电路中的噪声与干扰放大电路中的噪声与干扰*6.7.1 放大电路中的噪声放大电路中的噪声*6.7.2 放大电路中的干扰放大电路中的干扰集成运算放大器集成运算放大器中的电流源 镜像电流源 微电流源 差分式放大电路 基本差分放大电路 静态分析 动态分析 改进型差分放大电路 长尾式有源负载式 电压传输特性 电路结构 本

16、章总结本章总结24第六章第六章结结 束束252.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器2 运算放大器2.2 理想运算放大器理想运算放大器2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大电同相输入和反相输入放大电 路的其他应用路的其他应用262.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图集成运算放大器的内部结构框图272.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.2 运算放大器的代表符号运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号）国内外常用符号282. 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型图图2.1.3 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型通常：通常： 开环电压增益开环电压增益 Avo的的105 （很高）（很高） 输入电阻输入电阻 ri 106 （很大）（很大） 输出电阻输出电阻 ro 100 （很小）（很小