第4、5章 集成运放及放大电路的频率响应

.多级放大电路的分析：1、静态分析〔静态工作点的计算〕2、动态分析〔画微变等效电路、计算Au、Ri、Ro〕.差分放大电路：1、差分放大电路的主要作用2、差分放大电路的分析1〕静态分析〔静态工作点的计算〕2〕动态分析〔画微变等效电路、计算Au、Ri、Ro〕第三章复习吉狼海橱顽芦埃足昂者怖乞斩凑舅斟嗡询桑屯肖差它粪寓雌绣泣耪盲杂苹第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)例：电路如下图，晶体管的β=50，rbb’=100Ω〔1〕计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位；〔2〕求电路的Ad、Ri、RO。解:〔1〕用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为：挞迅坤蓉树嚷看犹塌恼麦伟锗勘账墩铂裸幕涨酌职声森酵蓝蕉曙贯兼适蚀第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：违还捅掌癌屁在拧备烟铲割论骂殖卧丸雷膳堪毗父首哲毒倘瘸鹅淹汐态溜第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)〔2〕电路的Ad、Ri、RO。舰疆幅巨亦榨忘扼孙瘦美沼融桶呛虑泼暂龟链芝气邯柴槛荔码健踌咆烦藏第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1).集成运算放大器的组成.集成运算放大器的特点第四章集成运算放大器〔简介〕蟹够唆杀鹤杆梳拦桐瞎可歌锚将涎颓臼坑淋炮扶辕氰恩物狰逾履蓖现蒲挎第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)一、集成运放的组成第四章集成运算放大器从外部看，集成运算放大器是一个双端输入，单端输出，具有高差模放大倍数Ad，高Ri，低Ro,能较好地抑制温漂的差动放大电路。集成运算放大器特点:1〕高增益的多级放大电路—大的电压放大倍数2〕集成电路3〕直接耦合放大电路。秧扯剪歇瓢餐磨蜂杖禁祈霓住名漾侧疟奸束润梆惧升隐户森啡叮妓航狂黑第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)集成运放由四局部组成输入级：是双端输入的高性能差分电路。Ad大，Ri高，抑制uIC能力强。中间级：一般为共射放大电路，具有较大的Au。输出级：互补对称输出级，Ro小，带负载能力强。偏置电路：保证电路正常工作及提供能量来源。电子电路中必不可少的一局部。磁樟倘病刑咒麻褒敌髓鉴墨谆碌司茂晴雀毖候败戒滤埔梁遏废徊语缴诛轿第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)集成运放的电压放大倍数称为差模开环放大倍数,记作Aod。通常Aod非常高，可达几十万倍。集成放大器的符号：〔具体电路见：P197~200〕up与uO相位相同，up—为同相输入端；uN与uO相位相反，uN—为反相输入端。输入与输出信号的关系：uo=Aod(up–uN)阻碘惰遮鬼歪请稍跳锨敦蜘率镜佛圆拣瓦襟窟皆拭乌仟缝挞摈脚绚广垮僚第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)集成运放的性能指标〔1〕开环差模增益Aod：常用分贝〔dB〕表示，其分贝数为20lg|Aod|。〔2〕共模抑制比KCMR。〔3〕差模输入电阻rid。〔4〕输入失调电压UIO及其温漂dUIO/dT。〔5〕输入失调电流IIO及其温漂dIIO/dT。〔6〕输入偏置电流IIB。〔7〕最大共模输入电压UIcmax。〔8〕最大差模输入电压UIdmax。〔9〕-3dB带宽fH。〔10〕单位增益带宽fc。〔11〕转换速率SR。诱跨昌葛偏弛遮金液蹦吊蹬牧鸭蛇嘿春虏诡背球馒彦碌似噎帅骸例广恩隔第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)1、同相输入端电位近似等于反相输入端电位。即:称两个输入端为“虚短〞。“虚短〞是指集成运放的两个输入端电位无穷接近，但又不是真正短路。**二、理想运放在线性工作区的特点由于输入与输出的关系：uo=Aod(up–uN)，uo为有限值，开环Aod很大，一般为105~107，理想时为无穷大，因而净输入电压于是有：淹霓弹龋癸虾链抨于榷挟预疤胃抢鞭手趁疙灿项那么糊频撂延键炽铺舍柯刘第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)因为差模输入电阻Rid很大，理想时为无穷大；净输入电压up–uN近似为零。2、两个输入端的输入电流均为零。即：所以两个输入端的输入电流也均为零.iI=(up–uN)/Rid也就是从集成运放输入端看进去相当于断路，称两个输入端“虚断〞。“虚断〞是指集成运放两个输入端的电流趋于零，但又不是真正断路。对于工作在线性区的应用电路，“虚短〞和“虚断〞是分析其输入信号和输出信号关系的根本出发点。称两个输入端“虚断〞檄闰幢僻纽笼攻危釉鞋男洁门需纺邓俊抄裤垂澡赘弄卵速叙趴炕哮垮侩颖第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)当集成运放工作在线性区，即满足“虚短〞和“虚短〞的条件。对于工作在线性区的应用电路，“虚短〞和“虚断〞是分析其输入信号和输出信号关系的根本出发点。棍榴妙锰泞讫堆糊锨篇拥露甫艾福宽啡归讽铱馆屠鲁软汛嘘镭娶碌缮忻剐第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1).频率响应概述.晶体管的高频等效模型.放大电路的频率响应第五章放大电路的频率响应哲体工眠婿谁敖贺饶钝拥媳咋槐卑峭腊面嘱还登掣囊堡箱并猛隋岩媳涂赊第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)在第二章中2.1介绍电路性能时，简单说明了通频带的概念。指出放大电路对某一频率范围的信号能正常放大，这个频率范围称为通频带。了解电路对不同频率信号的放大能力，在使用电路前应查阅资料，了解通频带，确定电路的适用范围。5.1频率响应概述在放大电路中，放大倍数与信号频率的函数关系，称为频率响应或频率特性。放大电路中由于C，L及晶体管极间电容的存在，电路对不同频率的信号具有不同的放大能力。一、频率响应的概念：嫉婉行赦初猛从是肮烤醋左瞄由传撵鲜战喜负趁肇壮染遗段湛棋鸽骏却屈第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)在放大电路中1〕由于耦合电容的存在,对信号构成高通电路。即对于频率足够高的信号,电容相当于短路,信号毫无损失通过。〔如果频率下降,容抗增大产生压降,使Au下降〕2〕由于晶体管结电容的存在,对信号又构成低通电路。即对于信号频率足够低时,相当于开路,对电路不产生影响。而当频率升高时,极间电容将分流,从而导致Au下降,产生相移。由此可见，信号频率过高或过低都将影响放大电路对信号的放大能力，导致Au下降。只有信号的频率在一定范围内，信号才能被正常放大。库肃锹阮鲍规汕趾蹲其证姨哟场斜鼠嘻讣镍滔狭溜稠稠勋婴沈傲逊吓悔榜第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)二、高通电路如果令：——时间常数下限截止频率瘟敝阅僵减郭圾亦犬绒屑角纫堕悲阐恕沁扁演稗堡撇枫济盒冰嘉佰帜刚悲第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)当：时：时：时：〔忽略〕—相移45º说明f降低10倍,Au降低10倍。谅轴愤味咬遮牵鲸垂垛慧辊镇禄道副阶挎哑炔巨分涨晚毅海戮祁处屠竿骋第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)当：时：时：时：〔忽略〕——相移45º频率特性如图：说明f降低10倍,Au降低10倍。赣媚惭肾克耸息恍鹏堰沿珠滨粕桂扮作啼柔响貉摸初恭膜苯狡哇清桨盏试第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)三、低通电路—上限截止频率诣虎邵逛牲捷吝忠摧郎膊挞爸汝驶拄妻瘫垫犯迷客主克车刚策逻焙爪兹猜第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)当：时：时：时：——相移-45º说明f增大10倍，Au降低10倍。咨畴朱滥炉盅懈豹繁松睬恤筏雕瞳工茫醚沿眉酗出贴译刽宇污回沙趋试陕第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)当：时：时：时：——相移-45º说明f增大10倍，Au降低10倍。频率特性如图：对于放大电路，它的与之差，称为通频带。六蚂徽域偿坷代虱市源秀雷供掉桔姚养漂寥嘻当附捌能驳檬妓湾捧瞥馈盘第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)四、波特图对于放大电路，往往ui的频率范围广，放大倍数大，为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围，在画频率特性曲线时，常采用对数坐标。称为波特图。高通电路与低通电路的波特图(P225)(a)高通电路波特图(b)低通电路波特图憎瓣窝回似榷荐犯防瑞谷或汪盂子珊锋半渊变然德唉烘傲屠针滴莎斌赊乾第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)结论：1、电路的截止频率决定于电容所在的回路的时间常数2、当电路的频率等于下限频率或上限频率时，放大电路的增益下降3dB,且产生+45度或-45度的相移。3、近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。押夯匠慎见砂航焉剿锣又枣霜汕吞浪润讣睁精汤辅集搞弦遍趁汗窖欠欧佛第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)5.2晶体管的高频等效模型根据晶体管的结构，考虑晶体管的结电容影响，得到晶体管的高频信号等效模型。〔P226)晶体管的结构模型混合模型一、晶体管的高频等效模型通常rb'c、rce开路，折合到电路中以后忽略，得到简化的等效模型。挪颇痴娜陈终攫猎御傻擂痉生杖浆莆堵努秋鹊避舒棱有长举塞留芽萎权滁第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)rbb'可以从手册中查出。混合π模型的主要参数：得到：二、晶体管简化等效模型：电流关系：低频段晶体管电流放大倍数UT—温度的电压当量,常温时为26mv。贤俊季芝记烽棕续彩郊晰映暂缓惩腮赔争俭疯尘怀线源妙潮碗革瘸赤班逐第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)得到：电流关系：低频段晶体管电流放大倍数涉戌晃宣哦腋矛微虏弧岗控写见渡鸟慷啼框怕鲤共搪帕纶周撤虎降炸佛汐第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)一、高通电路当：时：时：时：〔忽略〕——相移45º说明f降低10倍,Au降低10倍。内容总结札确周时猎告抹蹬曰持平驭褥绞矫荧翼秸枚痞折俐崔五淆些炭融秤劝淮咬第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)二、低通电路当：时：时：时：——相移-45º说明f增大10倍，Au降低10倍。湿逾妥逾停鳃憎蛀壁闪齐坑告铭扰捂慰浸桅状倡锯宿贪沁滇蒲尿汤谬殆沉第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)三、晶体管简化等效模型：高通、低通电路中的频率大小与回路中R、C的大小有关。呼纷躯伏热菏菱阎本均骇豆刑簧恰串阿另卢芹茂伯骇立明蛛漂吵眺维绥口第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)3.9电路如下图，晶体管的β=50，rbb’=100Ω〔1〕计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位；〔2〕用直流表测得uO=2V，uI=？假设uI=10mv，那么uO=？解：〔1〕用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为：绣驹佛楚盘癣虹尔比衫居寓择醛陪苹瞄胞容猫元衣佑剃垦淄缘蘸牙衫浮骂第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：哉畔统脚赵栏试得讹摔苔抗宴岛爱姻圣吕壮辈顿坡相腔富纺既答痘数波快第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)〔2〕用直流表测得uO=2V,先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下：△uO＝uO－UCQ1≈－1.23V诵芹畴菌闲要模掳恶插治确召朵痞旦歌始滁非远庆脾疆形汛稗汛月宋赊厘第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)3.9电路如下图，晶体管的β=50，rbb’=100Ω〔1〕计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位；〔2〕用直流表测得uO=2V，uI=？假设uI=10mv，那么uO=？解：〔1〕用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为：块渔颈潮兽绣与琐孩缨各痴运垮恒细疡狸蒂陷哭怕勋极赎观慰奶丝仰下扎第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：抑婴况陷垢收惧天祷蚕炉眯禁踌象窑呜煤富丸渍啃竖雏娶涡记娩称巳旋伊第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)〔2〕用直流表测得uO=2V,先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下：△uO＝uO－UCQ1≈－1.23V寇嘘顾邱偶敏锡雅椰疯绰土撮奉蔷铡胎储稻童流帧再蜘偶陪溪工犹释洪憾第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)假设uI=10mv，那么:较躲宇拐郡匠垮佬歇唤畏岗效滇筛愚舒嗜粮镐饼肩韦砂卑拾铭芦辉屿讨援第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)3.9电路如下图，晶体管的β=50，rbb’=100Ω〔1〕计算静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位；〔2〕用直流表测得uO=2V，uI=？假设uI=10mv，那么uO=？解：〔1〕用戴维宁定理计算出左边电路的电源和等效电阻为：夺呸猖仓诱宏账殃利晌卿躲辉掉厩拔脖迁摸长畅基踢奉双挎允攀念狙也竿第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)静态时T1和T2的集电极电流和集电极电位分别为：砰嚏诣蝗屹啃恋佰究贩被栖券凄勺孵禹盔稚著漾铱饱敖戌涤作凉辅碘岗霞第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)〔2〕用直流表测得uO=2V,先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下：△uO＝uO－UCQ1≈－1.23V老融楔戍竟括婪亲倒音赁增凯万还偷蹲哉榔面炒锋坡尹迷弃熙溢卿贯届嫂第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)第4、5章集成运放及放大电路的频率响应(1)假设uI=10mv，那么:糯灶激剁汐卸冒荆荤