第7章集成运算放大器

7.1概述7.2差动式放大电路7.3电流源电路7.4集成运算放大器第7章集成运算放大器

集成电路(Integratedcircuit缩写为IC)是应用半导体制造工艺把晶体管、场效应管、电阻、小容量电容等许多元器件以及它们之间的连线都做在同一硅片上，然后封装在管壳里。这样制成的具有特定功能的电子电路称为集成电路。特点：体积小、重量轻、性能好、功耗低、可靠性高。7.1.1集成电路简介7.1概述

集成电路按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路按其特点分为集成运算放大器、集成稳压器、集成功率放大器等。7.1.2集成电路分类由于制造工艺方面的原因，模拟集成电路具有下面一些特点：

1

采用直接耦合方式。2采用差动放大电路。3用恒流源代替大阻值的电阻。4采用复合管的接法以改进单管的性能。5集成电路中的元件性能一致，特别适宜于制作对称结构的电路。7.1.3模拟集成电路的结构特点集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合多级放大器。直接耦合方式的放大电路存在着温漂问题，在多级放大器中，第一级的温漂影响尤其严重，因此必须采取措施有效地抑制温漂。输入级大多采用差动式放大电路(DifferentialAmplifier)7.2差动式放大电路ΔUO7.2.1基本差动放大电路T1T2UC1+图7.1基本差动放大电路+Rs1+VCCΔUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2ΔUI2++___-

组成：由两个相同的共射单管放大电路组成。输入：从两个管子基极，称为双端输入方式。

输出：从两个管子集电极之间取出，ΔUO=UC1－UC2，称为双端输出方式。1.

工作原理UC1+图7.1基本差动放大电路+Rs1+VCCΔUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2ΔUI2ΔUO++___T1T2-条件：T1和T2特性完全一致，Rs1=Rs2，Rb1=Rb2，Rc1=Rc2，即两边电路是完全对称的。ΔUI1=ΔUI2=0，两管集电极静态值UC1=UC2，输出电压ΔUO=0。UC1+图7.1基本差动放大电路+Rs1+VCCΔUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2ΔUI2ΔUO++___T1T2-(1)静态分析当T(℃)↑UC1下降了ΔUC1，UC2下降了ΔUC2。由于电路对称，

ΔUC1=ΔUC2Ic1↑Ic2↑输入大小相等，极性相同的信号，即ΔUI1=ΔUI2

共模信号ΔUIC=ΔUI1=ΔUI2

。所以ΔUO=(UC1－ΔUC1)－(UC2－ΔUC2)=0，即输出电压没有温漂。UC1+图7.1基本差动放大电路+Rs1+VCCΔUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2ΔUI2ΔUO++___T1T2-(2)动态分析（共模输入）UC1和UC2的变化相同，因此输出电压ΔUOC=0。共模电压放大倍数(Common-modeGain)：当输入共模信号时，共模输出电压ΔUOC与输入电压ΔUIC之比。UC1+图7.1基本差动放大电路+Rs1+VCCΔUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2ΔUI2ΔUO++___T1T2-电路在理想对称情况下，双端输出时，Auc=0。可抑制共模信号。用Auc表示。UC1+图7.1基本差动放大电路+Rs1+VCCΔUI1Rs2Rb1Rc1Rc2Rb2UC2ΔUI2ΔUO++___T1T2-差动放大电路要放大信号时，输入信号ΔUI应加在B1、B2两个输入端上，如图7.2所示。ΔUI=ΔUI1

–ΔUI2++VCC+ΔUO_Rb1Rc1ΔUIΔUI1Rs1Rs2Rc2Rb2B1B2ΔUI2++_+_T1T27.2差模输入差动放大电路(3)动态分析（差模输入）在两边电路完全对称的条件下，输入信号ΔUI相当于在两边电路的输入端均分，因此ΔUIΔUI++VCC+ΔUO_Rb1Rc1ΔUIRs1Rs2Rc2Rb2B1B2++_+_T1T27.2差模输入差动放大电路ΔUI1=ΔUI/2，ΔUI2=－ΔUI/2。/2/2T1和T2的输入电压ΔUI1和ΔUI2大小相等，极性相反,此时的输入信号ΔUI称为差模信号(Difference-modeSignal)，记为ΔUId。ΔUId=ΔUI1–ΔUI2。ΔUI1ΔUI2++VCC+ΔUO_Rb1Rc1ΔUIRs1Rs2Rc2Rb2B1B2++_+_T1T27.2差模输入差动放大电路在差模信号作用下，两管的电流和集电极电位变化相反。当ΔUI为正时，ΔUI1>0，ΔUC1<0

++VCC+ΔUO_Rb1Rc1ΔUIΔUI1Rs1Rs2Rc2Rb2B1B2ΔUI2++_+_T1T27.2差模输入差动放大电路ΔUI2=－ΔUI/2，ΔUI2<0，UC2>0。在两边电路完全对称的条件下，ΔUC1=-ΔUC2。++VCC+ΔUO_Rb1Rc1ΔUIΔUI1Rs1Rs2Rc2Rb2B1B2ΔUI2++_+_T1T27.2差模输入差动放大电路ΔUO=(UC1+ΔUC1)－(UC2+ΔUC2)=2ΔUC1=－2ΔUC2。因此，当ΔUI>0时，ΔUO<0；

当ΔUI<0时，ΔUO>0。差动放大电路对共模信号无放大作用。电路只对差模信号才起放大作用，故称为差动放大电路(Difference-modeGain)。2.差模放大倍数输入差模信号时，Rs1+图7.3差模输入差动放大电路交流通路Rb2___+Rs2ΔUOdΔUIdΔUI1ΔUI2Rb1Rc1Rc2T1T2++_差模输出电压ΔUOd与差模输入电压ΔUId之比称为差模电压放大倍数，用Aud来表示。根据图7.3可得在输入差模电压的作用下，每边管子的输出电压为：Rs1+图7.3差模输入差动放大电路交流通路Rb2___+Rs2ΔUOdΔUIdΔUI1ΔUI2Rb1Rc1Rc2T1T2++_+_+_因为电路对称Au1=Au2，所以总的输出电压Rs1+图7.3差模输入差动放大电路交流通路Rb2___+Rs2ΔUIdΔUI1ΔUI2Rb1Rc1Rc2T1T2+ΔUOd+_得到差模放大倍数为：Rs1+图7.3差模输入差动放大电路交流通路Rb2___+Rs2ΔUOdΔUIdΔUI1ΔUI2Rb1Rc1Rc2T1T2++_(1).不易实现电路的完全对称现。3.存在问题

(3).无论单端还是双端输出,严重的温漂会使本级静态工作点进入饱和或截止区,使放大电路不能正常工作.(2).在实际工程中，常要求单端输出信号，不能抑制零漂。1.射极公共电阻的作用

由于温漂可以等效为输入端加共模信号，因此首先分析射极公共电阻Re对共模信号的抑制作用。7.2.2具有射极公共电阻的差放电路Rc2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1IE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE图7.4具有射极公共电阻的差放电路_ReT℃IC1IC2↑↓UBE2利用电流负反馈抑制温漂，共模信号时(或温度升高时)，单管中的发射极电流为IEQ+ΔIE，那么流过电阻Re的电流即为IRe=2IEQ+2ΔIE

(IE1+IE2)↑→URe=(IE1+IE2)Re↑↑→UEUBE1↓→IB1↓→IC1↓↓→IB2↓→IC2↑↑Re上的电压降为：URe=(2IEQ+2ΔIE)Re=(IEQ+ΔIE)2Re从电压等效的观点出发，每个管子的发射极相当于接入了2Re，如图7.5所示。

2Re2ReRs2+VCCRs1RLRc1Rc2ΔUO+ΔUIC+_T1T2-VEE图7.5输入共模信号+ΔUIC__根据图7.6示交流通路可知，每边电路对共模信号ΔUIC的放大倍数为:ΔUICΔUIC__ΔUOC_ΔUOC1ΔUOC2Rs1Rs22Re12Re2Rc1Rc2RLT1T2+++__++图7.6输入共模信号的交流通路负载电阻RL中没有电流流过，视为开路。RL___ΔUICΔUICΔUOC_ΔUOC1ΔUOC2Rs1Rs22Re12Re2Rc1Rc2T1T2+++_++图7-6输入共模信号的交流通路从上式中可见，Re使每边共模放大倍数显著下降，即Re对共模信号有很强的抑制作用，Re越大，负反馈的作用越强，每管的漂移越小，则抑制共模信号的作用就越强。在差模信号作用下，两管得到大小相等、极性相反的输入信号，于是一管电流增大，另一管电流减小，且变化量相等,Re对差模信号的放大倍数的影响:Rc2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1ReIE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE图7.4具有射极公共电阻的差放电路_IE2+ΔIE2即Re上的总电流不变，仍为2IEQ，在Re上没有信号压降。因而两管电流之和不变，故不会影响差模放大倍数。IE1+IE2IE1+ΔIE1Rc2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1ReΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCVEE图7.4具有射极公共电阻的差放电路_所以对差模信号而言，Re如同短路，2.电路的计算分析由于电路两边参数完全对称，Rc2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1ReIE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE图7.4具有射极公共电阻的差放电路_即T1和T2特性一致，Rc1=Rc2=Rc，Rs1=Rs2=Rs。(1)计算静态工作点在ΔUI1=ΔUI2=0时，IE1=IE2=IE，由图7.4得出VEE=IBRs+2IER+UBE通常有IBRs<<2IERe，所以VEE≈2IERe+UBE

IB1IB2UBE+_Rc2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1ReIE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE图7.4具有射极公共电阻的差放电路_IB1IB2UBE+_Rc2ΔUI1UERs1Rs2RLRc1ReIE1+IE2ΔUO++_ΔUI2+_T1T2VCCIE1IE2VEE图7.4具有射极公共电阻的差放电路_每管发射极电流

设ß>>

1，则IC1=IC2=IC≈IE

UCE1

=UCE2

=UCE=VCC+VEE-ICRc-2IERc(2)计算差模放大倍数对差模信号Re可视为短路，在信号幅度不太大的条件下，仍可用h参数微变等效电路计算，其差模微变等效电路如图7.7所示。++___+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2ΔUIdΔUI1ΔUI2ΔIB1ΔIB2β1ΔIB1β2ΔIB2图7.7差模微变等效电路+___++RL/2ΔUC1ΔUC2ΔUOdRL/2RL对交流信号而言，其中心相当于接地，每边接RL/2的负载电阻。这时RL/2RL/2++___+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2ΔUIdΔUI1ΔUI2ΔIB1ΔIB2β1ΔIB1β2ΔIB2图7.7差模微变等效电路+___++ΔUC1ΔUC2ΔUOd(3)计算差模输入电阻和输出电阻++___+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2ΔUIdΔUI1ΔUI2ΔIB1ΔIB2β1ΔIB1β2ΔIB2图7.7差模微变等效电路+___++RL/2ΔUC1ΔUC2ΔUOdRL/2差模输入电阻是从差模输入信号两端向放大器看入的动态电阻，显然它等于半边电路输入电阻的两倍，即Rid=2(Rs+rbe)Rid++___+Rs1Rs2rbe1rbe2Rc1Rc2ΔUIdΔUI1ΔUI2ΔIB1ΔIB2β1ΔIB1β2ΔIB2图7.7差模微变等效电路+___++RL/2ΔUC1ΔUC2ΔUOdRL/2输出电阻为Rod=2RcRod射极公共电阻Re越大，抑制共模信号的能力就越强维持静态工作点的电源VEE相应增大。大电阻在集成电路中不易制作。为此希望有这样一种器件，它的交流等效电阻很大，直流电压降却不太大。恒流源就具有这种性能。7.2.3具有恒流源的差放电路

回想第五章中稳定工作点电路,射极串有电阻Re后，输出特性更为平坦，即在放大区很大范围内iC基本上取决于iB的值而与uCE的大小无关，相当于一个内阻非常大的电流源。iCΔiCΔuCEUCEuCEICrce>>RCE这样就得到了如图7.8所示电路。因此可利用稳定工作点电路来代替Re。图7-8具有恒流源的差放电路+Rs2T1_+VCCΔUI1Rs1Rc1Rc2ΔUI2ΔUO++__T2-VEEIc3R1Re3R2将电流源简化为内阻无限大的恒流源(ConstantCurrentSource)的电路如图7.9所示。

Ic3_-VEE_++VCCRs2Rc1Rc2ΔUOΔUI2+ΔUI1+_T1T2Rs17.9具有恒流源的差放电路的简化电路在图7.10中，D1和D2为温度补偿二极管，设其正向压降为UD=0.7V，T1、T2、T3管的β=50，UBE=0.7V，[例7.2]

++12VT110kΩ100Ω100Ω+VCCRsRsRcRcR1ΔUO++T2RE_ΔUI1ΔUI2__RE2kΩ2kΩ10kΩ10kΩ68kΩRL-12V20kΩ-VEE图7.10具有恒流源的差动放大电路Re3R2D1D25.1kΩT3其它参数如图7.10所示。试计算：⑴静态工作点；⑵差模电压放大倍数；⑶差模输入电阻和输出电阻。++12VT110kΩ100Ω100Ω+VCCRsRsRcRcR1ΔUO++T2RE_ΔUI1ΔUI2__RE2kΩ2kΩ10kΩ10kΩ68kΩRL-12V20kΩ-VEE图7.10具有恒流源的差动放大电路Re3R2D1D25.1kΩ++12VT110kΩ100Ω100Ω+VCCRsRsRcRcR1ΔUO++T2RE_ΔUI1ΔUI2__RE2kΩ2kΩ10kΩ10kΩ68kΩRL-12V20kΩ-VEE图7.10具有恒流源的差动放大电路Re3R2D1D25.1kΩ解：⑴静态工作点的计算++12VT110kΩ100Ω100Ω+VCCRsRsRcRcR1ΔUO++T2RE_ΔUI1ΔUI2__RE2kΩ2kΩ10kΩ10kΩ68kΩRL-12V20kΩ-VEE图7.10具有恒流源的差动放大电路Re3R2D1D25.1kΩUC1=UC2=VCC-ICRc=12-0.57×10=6.3(V)若忽略Rs和RE上的静态压降，则UC3≈UE1=UE2=-0.7(V)UE3=UB3-UBE3=-5.46-0.7=-6.16(V)UCE1=UCE2=UC1-UE1=6.3+0.7=7(V)UCE3=UC3-UE3=-0.7+6.16=5.46(V)⑵差模放大倍数

输出电阻为：

Ro=Rc=20(kΩ)⑶差模输入电阻和输出电阻

差模输入电阻为：

Rid=2[Rs+rbe+(1+β)RE]=2×(2+2.6+51×0.1)=19.4(kΩ)7.2.4共模抑制比和其模输入电压范围差动放大电路放大的信号是差模输入信号。共模信号是外界客观存在的。实际上差动放大电路的输入信号常是既有差模成分又有共模成分。设差放的两个输入端对地的信号电压为ΔUI1和ΔUI2。那么差模输入电压ΔUId可以表示为二者之差。

ΔUId

=ΔUI1-ΔUI2

共模输入电压ΔUIC为二者的算术平均值：实际的每个输入端的信号电压相当于每一边的差模输入信号和共模输入信号的叠加。即：ΔUO=ΔUOd+ΔUOc=AUdΔUId+AUcΔUIC当差动放大电路在小信号范围内工作时，按照叠加原理，可得输出电压ΔUO为:式中ΔUOd为差模输出电压，即为经放大后输出的信号电压；ΔUOc为共模输出电压，即为误差电压，应当加以抑制。ΔUO=ΔUOd+ΔUOc=AUdΔUId+AUcΔUIC实际电路不是完全对称，或者单端输出的形式，则Auc≠0，输出电压ΔUO中包含ΔUOc，即误差电压成分。一个性能良好的差放，其共模放大倍数应非常低，能够有效地抑制共模信号。若差放电路是理想对称的，而且是双端输出的形式，那么Auc=0，输出电压ΔUO=ΔUOd。定义共模抑制比(Common-modeRejectionRatio简称KCMR)为:用分贝为单位表示为怎样衡量差放电路抑制共模信号的能力共模抑制比。

共模抑制比KCMR实际的差动放大电路，在输入共模电压超过某一定值时，将影响差分对管的工作状态，共模抑制比会下降，甚至不能正常工作，因此必须限制输入共模电压的大小。

在共模抑制比不低于规定值的条件下，允许输入的最大共模电压，称为共模输入电压范围。

1.失调电压(OffsetVoltage)和失调电流(OffsetCurrent)7.2.5失调和调零实际的差放，由于两边的管子特性和电阻参数不可能理想对称、输入为零时输出一般不为零。这种现象称为放大电路的失调。放大电路的失调程度可以用输入端的失调电压和失调电流两个参数来表示，也就是说，可以把放大电路输出的失调看成是在输入端加一个输入电压和一个输入电流的结果。

图7.11表示一个有失调的实际差放电路，把它等效成图

7.12电路，其中虚线框内表示一个理想的差动电路。ΔUI2IB1IB2ΔUO+_T2-VEE+VCCRc1Rc2ReT1ΔUI1图7.11有失调的放大器B2+B1+ΔUI+___ΔUO=0时ΔUI≠0IB1≠IB2I'B1=IB1-IIO/2=(IB1+IB2)/2=IB2+IIO/2=I'B2ΔUO=0时ΔU'I=0I'B1=I'B2IIO=IB1-IB2I’B1_ΔUO-VEE+VCCRc1Rc2ΔUIReT1T2I’B2B1B2ΔU’IIIO/2+IB2UIO+IB1_图7.12等效的放大器

由于实际差放电路不对称，因此存在失调电压和失调电流。输入失调电流IIO：使放大器ΔUO=0时，两个输入端的偏置电流之差。输入失调电压UIO：使放大电路ΔUO=0时输入端所需的补偿电压；2.调零电路

实际的差动放大电路都存在失调电压和失调电流。因此，实用的电路中都设计有调零装置，人为地将放大电路调到零输入时输出也为零。下面给出几种常用的调零电路。图7.13(a)调节Rw，改变IC1和IC2。设输入为零时，ΔUo为正，则Rw的滑动端向左移，IC1↑，IC2↓，ΔUo→0。Rw<几百欧姆T2_ΔUO++VCC-VEERc1Rc2ReT1Rw7.13(a)发射极调零7.13(b)改变Rw，改变Rc，ΔUo为正，Rw向右移，Rc1↑，UC1↓→ΔUo→0。T2_ΔUO++VCC-VEERc1Rc2ReT1Rw图7.13(b)集电极调零调节图7.13（c）中Rw，改变UB2，就是调节输入给T2管基极的补偿电压的极性和大小，等于加上UIO，从而使ΔUo→0。+VCCVBBRRT2_ΔUO-VEERc1Rc2ReT1Rw+图7.13(c)基极调零7.2.6差动放大电路的四种接法

差动放大电路一般情况下的输入信号和输出信号输入信号：差模：ΔUId=ΔUI1-ΔUI2

共模：每一边实际输入：四种连接方式：双端输入双端输出；双端输入单端输出；单端输入双端输出单端输入单端输出。实际输出：ΔUO=ΔUOd+ΔUOc=AUdΔUId+AUcΔUIC双端输入、双端输出电路的差模放大倍数为：输入电阻：Rid=2(Rs+rbe)输出电阻：Rod=2Rc共模放大倍数为：Auc=01.双端输入、双端输出2.双端输入、单端输出双端输入、单端输出电路如图7.14所示。双端输入、单端输出电路与双端输入双端输出电路比较有下面三点差别：T2+VCCΔUOdT1ΔUI1RLRs1+___-VEERc1Rc2Re+_图7.14双端输入单端输出电路Rs2ΔUI2IRe++ΔUId（1）静态时输出端的直流电压不为零。（2）输出信号只从一管集电极取出，差模放大倍数为双端输出电路的一半。（3）电路的温漂和KCMR指标要低于双端输出电路。由差模交流通路，图7.15，可以计算电路的差模电压放大倍数差模放大倍数为双端输出电路的一半。I1OdIdOdud2UUUUADD=DD=bes1Lc)//(21rRRR+×-=bβ__+RLRs1rbeRc1ΔIbΔUod+ΔIb+_图7.15差模交流通路ΔUI1ΔUI2当满足(Rs1+rbe1)<<2(1+β)Re时，在深度负反馈下得β__+RLRs1rbeRc1ΔIbΔUod+ΔIb+_图7.15差模交流通路ΔUI1ΔUI2输入电阻：Rid=2(Rs+rbe)输出电阻：Rod=RcRe↑→Auc↓β__+RLRs1rbeRc1ΔIbΔUod+ΔIb+_图7.15差模交流通路ΔUI1ΔUI23.单端输入、双端输出如图7.16所示，单端输入是将输入端一端接地。

_T1+_RL+VCCRc1Rc2ReT2Rs1ΔUO+Rs2ΔUI-VEE图7.16单端输入双端输出电路可以将其等效变换，按式ΔUId

=ΔUI1-ΔUI2，将原来信号分解成一个共模信号和一对差模信号，如图7.17所示。T1++ΔUI/2++_RL++VCC___Rc1Rc2ReT2Rs1ΔUO+Rs2+__ΔUI/2ΔUI/2_ΔUI/20VΔUI-VEE图7.17单端输入双端输出等效变换T1得到的信号仍为，T2输入依然是地进行如此变换之后T1++ΔUI/2++_RL++VCC___Rc1Rc2ReT2Rs1ΔUO+Rs2+__ΔUI/2ΔUI/2_ΔUI/20VΔUI-VEE图7.17单端输入双端输出等效变换由于输入信号中有差模和共模信号两部分，则输出信号也有两部分组成：T1++ΔUI/2++_RL++VCC___Rc1Rc2ReT2Rs1ΔUO+Rs2+__ΔUI/2ΔUI/2_ΔUI/20VΔUI-VEE图7.17单端输入双端输出等效变换单端输入双端输出的共模电压放大倍数Auc在理论上为0。而差模放大倍数为：

T1++ΔUI/2++_RL++VCC___Rc1Rc2ReT2Rs1ΔUO+Rs2+__ΔUI/2ΔUI/2_ΔUI/20VΔUI-VEE图7.17单端输入双端输出等效变换差模输入电阻：Rid=2(Rs+rbe)输出电阻：Ro=2RcT1++ΔUI/2++_RL++VCC___Rc1Rc2ReT2Rs1ΔUO+Rs2+__ΔUI/2ΔUI/2_ΔUI/20VΔUI-VEE图7.17单端输入双端输出等效变换4.单端输入、单端输出电路

电路如图7.18所示。_+_RL+VCCRc1Rc2ReRs1ΔUO+Rs2ΔUI-VEE图7.18单端输入单端输出电路由上面讨论可知，差动放大电路的此种接法的性能指标可通过下列各式求出：

Rid=2(Rs+rbe)Ro=Rc7.3电流源电路

电流源电路不仅可以用于各种放大器的偏置电路，而且可用于取代电阻作为放大电路的有源负载，因而在集成运算放大器中得到了广泛的应用。7.3.1镜像电流源电路(CurrentMirrorSource)图7.19所示为镜像电流源电路。其中T1和T2两管特性理想对称，完全一致。

T1IC1+VCCIRIOIB1IB2RT2图7.19镜像电流源电路则UB1=UB2，故IB1=IB2=IB，IC1=IC2=IO，那么IR可表示为

如果β>>2，VCC>>UBE，则T1IC1+VCCIRIOIB1IB2RT2图7.19镜像电流源电路从上式可见，当参考电流IR的大小固定时，电流源输出电流IO也就相应恒定；IR改变，IO也随之改变，故称为镜像电流源。

T1IC1+VCCIRIOIB1IB2RT2图7.19镜像电流源电路优点：结构简单，两管参数对称，符合集成电路的特点；缺点：IO的数值仍受电源电压、R和UBE的影响。若想得到小电流(如微安级)，则R必须很大，这在集成电路制作上有一定困难。7.3.2微电流源电路(SmallValueCurrentSource)若想获得小电流的同时仍保持电阻R阻值不大，则应使IO<IR,电路如图7.20所示。由UBE2<UBE1，可知IO<IR。IRRe2T1+VCC图7.20微电流源电路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1根据PN结伏安特性方程

当UBE>>UT时，IRRe2T1+VCC图7.20微电流源电路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1UBE1-UBE2=IE2Re2又

或因制作工艺相同，所以IS1=IS2IRRe2T1+VCC图7.20微电流源电路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1IR=IE1+IB2≈IE1，IO≈IE2

所以IRRe2T1+VCC图7.20微电流源电路IC1IOIB1IB2RT2IE2IE1这是一个超越方程，一般可用图解法或累试法求解。在设计中一般是先确定IR和IO的数值，再确定R和Re2的值。7.3.3多路电流源电路

可以一个参考电流获得多个电流，而且各个电流值可以互不相同。T3T2图7.21多路电流源电路T1+VCCRIRR1I2R2R3I3I4R4T4在镜像电流源和微电流源的基础上得到的多路电流源电路。其中T1构成参考电流源IE1R1≈IE2R2≈IE3R3≈IE4R4T3T2图7.21多路电流源电路T1+VCCRIRR1I2R2R3I3I4R4T47.3.4有源负载电路

用晶体管组成的电流源取代电阻作为放大电路的负载，称为有源负载(ActiveLoad)。利用电流源对电流变化量所呈现的很大的输出电阻，就可以代替共射放大电路中的Rc，可有效地提高放大倍数。利用恒流源来代替差动放大电路中的公共射极电阻Re，提高共模抑制比的电路，(已经讨论过)。如图7.22是在一个单管共射极放大电路中使用有源负载电路。其中T2与T3构成镜像电流源，用它的输出电阻rce3作为T1管的集电极负载电阻。T1+VIRIORT3T2++__ΔUIΔUo图7.22单管放大电路中的有源负载如图7.23是在差放电路中使用有源负载电路。其中T3、T4构成电流源作为T1和T2所构成的差动放大电路的集电极有源负载。T1IORLT3T2+V++__ΔUIΔUo图7.23差放的有源负载T4-VΔIc1ΔIc2ΔIc4ΔIL具有把差放的双端输出转变为单端输出的功能，而且使单端输出的电压放大倍数增加了一倍。

T1IORLT3T2+V++__ΔUIΔUo图7.23差放的有源负载T4-VΔIc1ΔIc2ΔIc4ΔIL当输入信号ΔUI=0时，静态电流IC1=IC2=IO/2。由于T3、T4为电流源，则IC1=IC4，那么流过负载电阻RL的静态电流IL=IC4-IC2=0。T1IORLT3T2+V++__ΔUIΔUo图7.23差放的有源负载T4-VΔIc1ΔIc2ΔIc4ΔIL当输入差模信号ΔUI时，iC1=IC1+ΔIC1iC2=IC2+ΔIC2而ΔIC1=-ΔIC2，由于电流源的原因，使ΔIC4=ΔIC1，那么流过负载电阻RL的信号电流T1IORLT3T2+V++__ΔUIΔUo图7.23差放的有源负载T4-VΔIc1ΔIc2ΔIc4ΔIL输出信号电流比单端输出时大了一倍，则放大倍数也大了一倍。这种电路也称为单端化电路，常为集成运放所采用。ΔIL=ΔIC4-ΔIC2=ΔIC1-(-ΔIC1)=2ΔIC1T1IORLT3T2+V++__ΔUIΔUo图7.23差放的有源负载T4-VΔIc1ΔIc2ΔIc4ΔIL7.4

集成运算放大器集成运放电路简介集成运算放大器的技术指标集成运放的低频等效电路集成运放使用注意事项7.4.1集成运算放大器简介集成运算放大器的组成通常由差动放大电路构成，目的是为了减小放大电路的零点漂移、提高输入阻抗。通常由共发射极放大电路构成，目的是为了获得较高的电压放