模电第三章课件

通常，Rb较小，且IBQ很小，故
IEQ
VEEUB 2Re
EQ
IBQ 1I E Q ， U CE Q V CC ICR Q cU BEQ
差模信号作用时的动态分析（双端输入双端输出）
为什么？
差模放大倍数
Ad
uOd uId
Ad
( Rc
∥RL 2
)
Rb rbe
R i 2 (R b r b)e ， R o 2 R c
1. 集成运放的特点
（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采 用差分放大电路和电流源电路。 （2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路复杂 并不增加制作工序。 （3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制 作的大电阻。 （4）采用复合管。
集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
RE1 RE2
IR
UCC
IR
R
2IB
IC2
T1
T2
IE1
IE2
RE
图3.6 微电流源电路
IR
UCC
UBE R
UBE 1UBE2 UTlnIIE E12
IC2IE2
UT RE
ln IR IC2
UCC
IR R
I C2
I C3
T5
IC1
T1
T2
T3
I C4
T4
UCC IR R
IC1
T1
IE1
RE1
I C2
差模输入电压和共模输入电压
如果差分放大电路两个输入端的输入电压大小相等， 极性相反，则称为差模输入电压(uId)。
如果差分放大电路两个输入端的输入电压大小相等， 极性相同，则称为共模输入电压(uIc)。
如果差分放大电路两个输入端加上任意大小、任意
极性的输入电压uI1和uI2，则相当于一个差模输入电压与
uId iB2(R brb)e uOdiC2(Rc∥R 2L)
uod
RB
RB
ui1
T1
RC
uod1 uod2
RC T2
ui2
RB ii T1 uid
uod
RC RC
RB
T2
图3.16 长尾式差动放大电路的差模等 效电路
u oc
RB
T1
RB
T2
ui1 uic
RC uoc1
u oc2
RC
ui2 uic
一个共模输入电压的组合，其中：
UCC
uId uI1 uI2
uIc
1 2
(
uI
1
uI 2
)
RB u i1
RC
RC
uO
T1
T2
RB u i2
RE UEE
长尾式差分放大电路的组成特点
典型 电路
信号特 点？
在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出。
Q点
晶体管输入回路方程：
V E EIB Q R b U B E Q 2 IE Q R e
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
AcRbrb(R ec2 ∥ (1R L))Re KCMRRbrbR e b 2(r1be)Re
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
I2IB， 3 IE3R1R2R2V RE 3EUBEQ
近似为 恒流
UCC
RC
RC
uo
ui1 RB
T1 RW T2
RB ui2
Rc
+ uo
+R uI
V T1
V T2
R
I
VEE
双端输入、双端输出；
Ad
(RC
//
RL 2
R rbe
)
Rid2(Rrbe)
Ro 2Rc
Rc
Rc
+ uo
+ R VT
uI
1
VT R
2
I
+VC
C
VEE
单端输入、双端输出；
Ad
(RC
//
RL 2
) ；
R rbe
Rid2(Rrb)e；
Ro 2Rc
Rc +
Rc
+ uI
R R
V T1
uo
V I T2
+VC
C
Rc
+
uI
R
VT
1
VEE
u+o
I
Rc
+VCC
R
VT
2
VEE
双端输入、单端输出；
单端输入、单端输出。
Ad
1(RC//RL)
2 Rrbe
Rid2(Rrbe)
Ad
1(RC//RL)；
2 Rrbe
Rid2(Rrb)e；
Ro Rc
Ro Rc
差分放大电路四种接法的性能比较
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为 一个双端输入、单端输出的差分放大电路。
Ro
2 Rc
Rc
2 Rc
Rc
UCC
RC
RC
uo
RB
RB
T1
T2
uid
V uod
uid
-3UT
-UT 0 UT
3UT
mV
I
UEE
(a)
图3.22 差动放大电路及其电压传输特性 （a）电路图 （b）电压传输特性
3.4 集成运算放大器
集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。
I C3
T4
T2
T3
IE2 RE2 IE3 RE3
图3.9 多路镜像电流源电路
图3.10 多路电流源电路
3.3 差动放大电路 差动放大电路的主要性能指标 1）差模电压放大倍数Aud 2）共模电压放大倍数Auc
Aud
u od u id
Auc
u oc u ic
3) 共模抑制比KCMR
K CMR
Aud Auc
接法 差分输入 性能 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
Ad
( RC
//
RL 2
)
1 (Rc //RL)
( Rc //
RL ) 2
R rbe
2 Rrbe
R rbe
KCMR
很高
较高
很高
1 (Rc //RL)
2 Rrbe
较高
Rid 2(Rrbe) 2(Rrbe) 2(Rrbe) 2(Rrbe)
第3章 集成运算放大器电路
3.1 概 述
集成运算放大器的电路组成
uP uN
输入级
中间级
输出级
u O
uP uN
uO
偏置电路
(a)
(b)
图3.1 集成运算放大器的电路框图及符号 （a） 电路框图 （b） 电路符号
集成电路的外形
(a)双列直插式
(b)圆壳式
(c)扁平式
3.2 电流源电路
UCC
IR
R
2IB
IC2
IC1
T1
T2
UCC
IR R
IB3 IC1
T1
T3
IE3
RE3
IC2
T2
图3.4 基本镜像电流源电路
IC2IC1IRUCCR UBE
图3.7 改进型镜像电流源
UCC
IR
R
2IB
IC2
IC1
T1
RE1
T2
RE2
图3.5 比例电流源电路
IR
UCC UBE R RE1
IE1RE1IE2RE2
IC2
UCC
RC
RW
RC
uo
ui1 RB
RB ui2
T1
T2
RE UEE
(a)
I （a） 发射极调零电路 （b）集电极调零电路
差分放大电路的输入、输出接法
有四种不同的接法
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。
Rc
2RE
2RE
图3.18 求差模输入电阻的等效电路
Ro
T1
RB
RC RC
T2
RB
图3.17 长尾式差动放大电路的共模等 效电路
图3.19 求输出电阻的等效电路
双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
Ad
1(Rc∥RL)
2 Rbrbe
R i2 (R b rb)， e R oR c
双端输入单端输出：共模信号作用下的分析