《模拟电子技术0》课件第11讲 电流源及基本差动放大电路

第5章

集成运算放大器5.1电流源电路5.1.1镜像电流源5.1.2威尔逊电流源5.1.3比例电流源5.1.4微电流源5.1.5多路电流源5.2差动放大电路5.2.1零点漂移5.2.2基本差动放大电路5.2.3长尾式差动放大电路5.2.4恒流源差动放大电路5.2.5具有调零功能的差动放大电路5.3差动放大电路的参数5.3.1差动放大电路的主要参数5.3.2差动放大电路参数分析举例5.4集成运算放大器5.4.1典型集成运算放大器结构原理5.4.2运算放大器指标5.5集成电路仿真5.5.1电流源电路仿真5.5.2差动电路仿真本章目录及内容：内容概要：主要介绍集成运算放大器的内部电路结构及各部分的工作原理，为集成电路的应用打下基础。5.1电流源电路静态偏置-----提供静态偏置保证集成运算放大器中的各相关晶体管处于合适的工作状态；有源负载----充当运算放大器中的有源负载，提供较大的动态负载，又能够保证信号的动态范围，大大改善运算放大器的性能。5.1.1镜像电流源IB1=IB2=IB/25.1.2威尔逊电流源威尔逊电流源是具有更高稳定性的镜像电流源。设定电流5.1.3比例电流源当V1和V2的基极电流相差在10倍的范围内时，V1和V2的发射结压降相差微乎其微，可以认为相等。UBE1、UBE2近似相等，于是5.1.4微电流源由于UBE1和UBE2相差很小，因此UBE1-UBE2很小，这样就得到了一个微电压，该电压在Re2形成一个微电流IE2。设定电流输出电流可以通过下面的方程求出5.1.5多路电流源所谓多路电流源指由一路设定电流实现多路输出电流控制的电流源。V1与V2和V3分别组成两路微电流源V1与V4组成镜像电流源5.2差动放大电路差动放大电路往往作为运算放大器的输入级，它对运算放大器的性能和指标有着重要的作用，它是克服直接耦合放大电路温漂的重要手段。5.2.1零点漂移在零输入情况下去测量放大器的输出往往会发现输出为变化的不规则信号，这种现象称为零点漂移，简称零漂。零点漂移的本质：放大器静态工作点发生变化所引起的扰动信号。造成零点漂移的原因：电源电压的波动、元器件参数的改变、环境温度的变化，温度的变化所引起的零点漂移是最主要的，研究零漂主要是研究温漂。克服零漂是直接耦合放大器要解决的主要问题之一抑制零漂的措施：选择温度稳定性高的元器件；对元件进行老化处理；采用高稳定性电源；采用温度补偿措施；采用差动放大电路等。5.2.2基本差动放大电路1.基本差动放大电路结构基本差动放大电路具有抑制零漂的功能。假设输入信号为零，由于V1、V2组成的电路对称，因此V1、V2的集电极的电位也完全相同，输出电压uo为零；温度升高，两管的集电极电流增加，电路对称，两管集电极电压变化量相同，输出电压uo仍为零，不受温度变化的影响。2.差动放大器输入信号共模信号:两个输入端都有的对地公共信号，是两个输入端对地信号的算术平均值。差模信号:两个输入端对地信号之差。由于差动放大电路的对称性例5-1

设差动放大电路的两个输入端所加的信号分别为ui1=100mV，ui2=50mV，求两个输入端的共模信号与差模信号分别为多少。解：两输入端的共模信号相同，为两输入端的差模信号为分配到每个输入端的差模信号3.差动放大电路的输出信号双端输出：输出信号取两个对称管的集电极电压之差。单端输出：输出信号取两个对管中的某个管子的集电极对地的电压。4.差动放大电路的工作状态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5.基本差动放大电路工作原理分析1）双端输入双端输出工作状态共模信号作用差模信号作用结论：在双端输入双端输出情况下，差动放大电路用了两个单管放大器的硬件资源只得了一个单管放大器的放大倍数，但是，它取得了对共模信号和放大器内部温漂的抑制能力。2）双端输入单端输出工作状态共模信号作用差模信号作用总的输出结论：双端输入单端输出的情况下输出只与输出侧的输入信号有关，并且对共模信号失去抑制作用。其实此时的差动放大电路也失去了对本级电路两个对管温漂的抑制能力。3）单端输入双端输出工作状态可以看成是特殊的双端输入情况，即一个输入信号为零的情况，因此可以按照双端输入双端输出的情况处理。4）单端输入单端输出工作状态单端输入单端输出可以按照双端输入单端输出的情况进行分析了，分析的结果也与双端输入单端输出相似。基本差动放大电路的局限性

只有在采取双端输出的情况下才能够抑制共模信号，抑制放大器