第四章模电演示文稿

第四章模电演示文稿本文档共34页；当前第1页；编辑于星期二\21点18分

理解差动放大器的工作原理和几种接法；了解集成运放电路的组成及特点；了解集成运放的主要参数和性能指标；理解理想运放的概念，掌握理想运放的虚短与虚断的特点；掌握运算放大器的典型应用。

本章重点：本文档共34页；当前第2页；编辑于星期二\21点18分4.1直接耦合放大中的特殊问题

直接耦合，就是放大器前级输出端与后级输入端以及放大器与信号源或负载直接连接起来，或者经电阻等能通过直流的元件连接起来。

由于直接耦合放大器可用来放大直流信号，所以也称为直流放大器。本文档共34页；当前第3页；编辑于星期二\21点18分问题：1、级间直流相互影响 2、零点漂移对于级间直流量的相互影响问题，一般采用降低前级输出电压、抬高后级发射极电位、采用NPN与PNP组合电路等方法加以解决。本文档共34页；当前第4页；编辑于星期二\21点18分

为了减小零点漂移，常用的主要措施有：采用高稳定度的稳压电源；采用高质量的电阻、晶体管，其中晶体管选硅管（硅管的ICBO比锗管的小）；采用温度补偿电路；采用差动式放大电路，等等。

在上述这些措施中，采用差动放大电路是目前应用最广泛的能有效抑制零漂的方法。下面将对这种方法作重点介绍。本文档共34页；当前第5页；编辑于星期二\21点18分

基本差动放大电路用三端器件组成的差分式放大电路本文档共34页；当前第6页；编辑于星期二\21点18分2.有关概念根据有

共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分

两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。本文档共34页；当前第7页；编辑于星期二\21点18分1.电路组成及工作原理本文档共34页；当前第8页；编辑于星期二\21点18分1.电路组成及工作原理静态本文档共34页；当前第9页；编辑于星期二\21点18分动态仅输入差模信号，大小相等，相位相反。大小相等，信号被放大。相位相反。1.电路组成及工作原理本文档共34页；当前第10页；编辑于星期二\21点18分2.抑制零点漂移原理

温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产生变化。且变化趋势是相同的，

其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。本文档共34页；当前第11页；编辑于星期二\21点18分

这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。所以，即使电路处于单端输出方式时，仍有较强的抑制零漂能力。2.抑制零点漂移原理差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用本文档共34页；当前第12页；编辑于星期二\21点18分3.主要指标计算（1）差模情况接入负载时以双倍的元器件换取抑制零漂的能力<A>双入、双出本文档共34页；当前第13页；编辑于星期二\21点18分3.主要指标计算（1）差模情况<B>双入、单出接入负载时本文档共34页；当前第14页；编辑于星期二\21点18分3.主要指标计算（1）差模情况<C>单端输入等效于双端输入

指标计算与双端输入相同。本文档共34页；当前第15页；编辑于星期二\21点18分3.主要指标计算（2）共模情况<A>双端输出

共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。所以共模增益本文档共34页；当前第16页；编辑于星期二\21点18分<B>单端输出抑制零漂能力增强3.主要指标计算（2）共模情况本文档共34页；当前第17页；编辑于星期二\21点18分（3）共模抑制比双端输出，理想情况单端输出抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压（4）频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。本文档共34页；当前第18页；编辑于星期二\21点18分结论

(1)

双端输出时，Ad

与单管Au基本相同；单端输出时，Ad

约为双端输出时的一半。双端输出时，Ro=2Rc；单端输出时，Ro=Rc

。

(2)

双端输出时，理想情况下，KCMR

→

；单端输出时，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，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，两个管子仍基本工作在差分状态。

(5)

单端输出时，Rid

2(R+rbe)。本文档共34页；当前第19页；编辑于星期二\21点18分差分放大电路四种接法的性能比较

接法性能差分输入双端输出差分输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出AdKCMR很高很高较高较高RidRo本文档共34页；当前第20页；编辑于星期二\21点18分差分放大电路四种接法的性能比较

接法性能差分输入双端输出差分输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出特性1.Ad与单管放大电路基本相同。

2.在理想情况下，KCMR∞。

3.适用于差分输入、双端输出，输入信号及负载的两端均不接地的情况。1.Ad

约为双端输出时的一半。

2.由于引入共模负反馈，仍有较高的KCMR。

3.适用于将双端输入转换为单端输出。1.Ad与单管放大电路基本相同。

2.在理想情况下，KCMR∞。

3.适用于将单端输入转换为双端输出。1.Ad

约为双端输出时的一半。

2.比单管放大电路具有较强的抑制零漂的能力。

3.适用于输入、输出均要求接地的情况。

4.选择不同管子输出，可使输出电压与输入电压反相或同相。本文档共34页；当前第21页；编辑于星期二\21点18分

例4..1在图电路中，Rb=5kΩ，Rc=10kΩ，Re=10kΩ，UCC=UEE=12V，两管电流放大倍数均为β=50。试计算：

(1)静态工作点；

(2)差模电压放大倍数；

(3)输入、输出电阻。本文档共34页；当前第22页；编辑于星期二\21点18分

解

(1)计算静态工作点。Ui1=Ui2=0。发射极电流为IEQ，则Re上流过电流为2IEQ。基极回路可列出如下关系：

(4.1.7)本文档共34页；当前第23页；编辑于星期二\21点18分代入数据得本文档共34页；当前第24页；编辑于星期二\21点18分

(2)计算差模电压放大倍数。图为图所示电路的差模输入交流通路。由于差模信号在Re上没有压降，故将其视为交流短路。所以，其差模电压放大倍数的计算与未引入Re

时基本差动放大器差模电压放大倍数的计算相同，也由式(4.1.2)计算。图4.1.6图4.1.5所示电路的交流通路本文档共34页；当前第25页；编辑于星期二\21点18分在未接电阻RL

时，

式中

所以本文档共34页；当前第26页；编辑于星期二\21点18分若接有负载电阻RL(如图中虚线所示)，则有

式中本文档共34页；当前第27页；编辑于星期二\21点18分

(3差模输入电阻为

由(4.1.4)式，输出电阻为

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带恒流源的差动放大器

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失调与调零

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例图4.1.10(a)为带恒流源及调零电位器的差动放大器，二极管VD的作用是温度补偿，它使恒流源IC3基本不受温度变化的影响。设UCC=UEE=12V，Rc=100kΩ，RP=200Ω，R1=6.8kΩ，R2=2.2kΩ，R3=33kΩ，Rb=10kΩ，UBE3=UVD=0.7V，各管的β值均为72，求静态时的UC1，差模电压放大倍数及输入、输出电阻。本文档共34页；当前第31页；编辑于星期二\21点18分

解

(1)静态分析。由R1与R2的分压关系有

又本文档共34页；当前第32页；编辑于星期二\21点