第7讲 差分放大电路 互补输出级 集成运放概述

例:
若uI1=10mV，uI2=5mV，则 ， ， uId=？ uIc=？ ？ ？
Leabharlann Baidu
若uI=10mV，则uId=? uIc=? ， 用直流表测u 用直流表测 O ，uO=?
3、电路的改进 1) 具有恒流源的差放 、
Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时的 c越小，KCMR 越大，共模负反馈越强，单端输出时的A 越小， 越大，差分放大电路的性能越好。 太大，则不合理。 越大，差分放大电路的性能越好。但Re 太大，则不合理。
I 2 >> I B3，I E 3
R2 ⋅VEE − U BEQ R + R2 ≈ 1 R3
2)加调零电位器 加调零电位器
取值大些？小些？ 取值大些？小些？
RW为调零电位器， 为调零电位器， 取值应很小。 取值应很小。
3) 场效应管差分放大电路
三、互补输出级
对输出级的要求：带负载能力强； 对输出级的要求：带负载能力强；最大不失真输出 电压最大，其峰值接近电源电压。 电压最大，其峰值接近电源电压。 1、互补电路 1) 基本电路 、 T1、T2特性理想对称。 特性理想对称。
差模输入信号 uId = u I
uI 2 由于输入差模信号的同 时伴随有共模输入信号 ，所以 uI uO = Ad ⋅ uI + Ac ⋅ + U OQ 2 共模输入信号 uIc =
清华大学华成英 hchya@tsinghua.edu.cn
3) 四种接法的比较 在参数理想对称条件下： 在参数理想对称条件下： 输入方式：双端输入时无共模信号输入， 输入方式：双端输入时无共模信号输入，单端输 入时有共模输入。 与输入方式无关。 入时有共模输入。Ri与输入方式无关。 输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关。 均与之有关。 输出方式： 点
静态：U B1B2 = U D1 + U D2 动态：ub1 ≈ ub2 ≈ ui
若I 2＞＞I B，则 U B1B 2 R3＋R4 ≈ ⋅ U BE R4
故称之为U BE 倍增电路
3、准互补输出级
输出管为同类型晶体管。 输出管为同类型晶体管。
四、多级直接耦合放大电路
接法 输入 输出 相位 读图方法：按信号流通顺序将电路“ 化整为零” 读图方法：按信号流通顺序将电路“ 化整为零”，将N级放 级放 大电路分为N个基本放大电路 个基本放大电路。 大电路分为 个基本放大电路。 c b 共射 反相 第一级： 共集 第一级：双端输入单端输出的差放 同相 b e 第二级： 第二级：以复合管为放大管的共射放大电路 e c 同相 第三级： 共基 第三级：准互补输出级
2、差分放大电路的四种接法 、
1) 双端输入单端输出
Q：I EQ、I BQ、I CQ与双端输出时相同。 U CEQ1 ≠ U CEQ2 RL U CQ1 = ⋅VCC − I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc + RL U CQ2 = VCC − I CQ Rc
1 β ( Rc ∥ RL ) 动态：Ad = − ⋅ 2 Rb + rbe
三、集成运放的符号和电压传输特性
在线性区： 是开环差模放大倍数。 在线性区：uO＝Aod(uP－uN)， Aod是开环差模放大倍数。 ， 由于A 高达几十万倍， 由于 od高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(u 的数值仅为几十～ 最大输入电压 P－uN)的数值仅为几十～一百多 。当其大 的数值仅为几十 一百多µV。 于此值时，集成运放的输出不是＋UOM , 就是－UOM，即集成 于此值时，集成运放的输出不是＋ 就是－ 运放工作在非线性区。 运放工作在非线性区。
Ri = 2( Rb + rbe ) Ro = Rc
K CMR =
β ( Rc ∥ RL ) Ac = − Rb + rbe + 2(1 + β ) Re Rb + rbe + 2(1 + β ) Re
Rb + rbe
是必要的吗？ 是必要的吗？
2) 单端输入双端输入
在输入信号作用下电位 变化吗？说明什么？ 变化吗？说明什么？
静态时T 均截止， 静态时 1、T2均截止，UB= UE=0
1、互补电路 1) 基本电路 动态 、 ui正半周，电流通路为 正半周， +VCC→T1→RL→地， uo = ui 地 ui负半周，电流通路为 负半周， 地→ RL → T2 → -VCC，uo = ui 两只管子交替工作，两路 两只管子交替工作， 电源交替供电，双向跟随。 电源交替供电，双向跟随。 2) 交越失真 消除失真的方法： 消除失真的方法： 设置合适的静态工 作点。 作点。
第四章 集成运算放大电路
重点： 一、集成运放的组成及各部分的作用和特点 二、集成运放的电压传输特性 三、集成运放中基本电流源的工作原理 四、集成运放的主要参数及选用
§4.1 概述
一、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 、直接耦合方式， 性采用差分放大电路和电流源电路。 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 、用复杂电路实现高性能的放大电路， 复杂并不增加制作工序。 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 、用有源元件替代无源元件， 于制作的大电阻。 于制作的大电阻。 4、采用复合管。 、采用复合管。
二、集成运放电路的组成
为各级放大电路设置合适的静态工作点。 偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采 用电流源电路。 用电流源电路。 前置级，多采用差分放大电路。要求R 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求 i大，Ad大， Ac小，输入端耐压高。 输入端耐压高。 主放大级，多采用共射放大电路。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的 放大能力。 放大能力。 功率级，多采用准互补输出级。要求R 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求 o小，最大 不失真输出电压尽可能大。 不失真输出电压尽可能大。
＋ ＋
2、消除交越失真的互补输出级
对偏置电路的要求： 且动态损失尽可能小。 对偏置电路的要求：有合适的Q点，且动态损失尽可能小。 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通， 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通，那么当 有信号输入时两只管子中至少有一个导通， 有信号输入时两只管子中至少有一个导通，因而消除了交 越失真。 越失真。