模块四差动放大电路与集成运算放大器

知识点一

差动放大电路知识点二

集成运算放大器模块四：

差动放大电路与集成运算放大器知识点一

差动放大电路（一）

零点漂移的概念所谓零点漂移，是指放大电路在没有输入信号时，输出电压偏离原来的起始点而上下波动。零点漂移的产生，主要是因晶体三极管的参数受温度的影响，因此零点漂移也称为温度漂移，简称温漂。

抑制零点漂移可以采用多种措施，其中最有效的措施是采用差动放大电路，简称“差放”。（二）

差动放大电路的基本形式1．电路构成与特点2．差动放大电路抑制零漂的原理利用电路对称性可以抑制零点漂移现象。3．静态分析

图4.1典型基本差动放大电路图4.2基本差动放大电路的直流通路

静态射极电流为（4-1）

静态基极电流为（4-2）

静态时VT1管压降为（4-3）

因电路参数对称，VT2管的静态参数与VT1管相同，故静态时，两管集电极对地电位相等，即UC1=UC2。故两管集电极之间电位差为零，即输出电压uo=UC1−UC2=0。4．差模信号与共模信号

定义差模信号为两个输入信号之差，共模信号为两个输入信号的算术平均值，即（4-4）

这样，可以用差模和共模信号表示两个输入信号：（4-5）（4-6）

其中，Aud为差模电压放大倍数（定义为差模输出电压uod与差模输入电压uid的比值）；Auc为共模电压放大倍数（定义为共模输出电压uoc与共模输入电压uic的比值）。5．差模特性分析（1）差模电压放大倍数Aud（4-7）

差动放大电路双端输出时的差模电压放大倍数和单边电路的电压放大倍数相等。若在VT1、VT2集电极之间接负载RL，电路的差模电压放大倍数为（4-8）图4.3基本差动放大电路差模输入时的交流通路

图4.4带负载的差动放大电路（4-9）（2）差模输入电阻rid（3）差模输出电阻rod（4-10）6．共模特性分析（1）共模电压放大倍数Auc（4-11）图4.5共模输入时基本差放电路的交流通路（2）共模抑制比KCMR

定义差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比为共模抑制比，即（4-12）

差模电压放大倍数越大，共模电压放大倍数越小，KCMR越大，差动放大电路的性能越好。为了方便，也可用分贝（dB）的形式表示共模抑制比（4-13）（三）

差动放大电路的输入、输出形式

差动放大电路具有4种不同的工作状态：双端输入，双端输出；单端输入，双端输出；双端输入，单端输出；单端输入，单端输出。

可以看作一对差模信号（）和一对共模信号（）的叠加，故可以直接利用双端输入时的公式（式（4-6））进行计算。1.单端输入，

2.单端输出

单端输出的输出信号可以取自VT1或VT2的集电极。（1）单端输出时的差模电压放大倍数Aud1

根据单端输出位置不同，差模电压放大倍数可正可负。（4-14）（2）单端输出时的共模电压放大倍数Auc1（4-15）（3）单端输出时的共模抑制比（4-16）（4）单端输出时差动放大电路的输出电阻（4-17）例题4-1：在图4.6所示差动放大电路中，已知UCC=UEE=12V，三极管的

=50，Rc=30k，Re=27k，R=10k，RW=500，设RW的活动端调在中间位置，负载电阻RL=20k。试估算放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数Aud、差模输入电阻rid和输出电阻rod。解：由三极管的基极回路可得：

差模输入时放大电路的交流通路如图4.7所示。由图可求得差模电压放大倍数为图4.6接有调零电位器的差动放大电路

图4.7图4.6的交流通路式中，

则

（四）

恒流源式差动放大电路例题4-2：在图4.10所示的恒流源式差动放大电路中，设UCC=UEE=12V，三极管的

均为50，Rc=100k，Re=33k，R=10k，RW=200，稳压管的UZ=6V。试估算（1）放大电路的静态工作点Q；（2）差模电压放大倍数；（3）差模输入电阻和差模输出电阻。图4.8恒流源式差动放大电路图4.9恒流源式差动放大电路的简化表示法解：（1）静态分析由图可见则

（2）差模电压放大倍数图4.10例题4-2电路图

图4.11图4.10的交流通路其中所以（3）差模输入电阻和差模输出电阻

由单边电路的交流分析可知

知识点二

集成运算放大器（一）

集成运算放大器的基本组成图4.12集成运放的基本组成部分

图4.13集成运算放大器的电路符号（二）

集成运算放大器的主要性能指标1．开环差模电压放大倍数2．输入失调电压3．输入偏置电流（4-19）4．输入失调电流（4-20）5．输入失调电压温漂和输入失调电流温漂6．共模抑制比7．差模输入电阻8．输出电阻能力培养（一）集成运算放大器的选择能力培养（二）集成运算放大器的测试能力培养（三）集成运放的保护能力培养（四）集成运放使用前的准备模块四能力培养能力培养（一）

集成运算放大器的选择1．集成运放的选择（1）信号源的性质（2）负载的性质（3）精度要求（4）环境条件能力培养（二）集成运放参数的测试

用万用表估测运放的放大能力。以A741为例，其管脚排列如图4.14（a）所示。图4.14A741参数设置能力培养（三）集成运放的保护（1）输入保护图4.15（a）所示为防止差模电压过大的保护电路，