模电全套12PPT课件
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3. 主要技术指标的计算
.
1
⑴ 差模电压增益
.
2
1) 双端输入、双端输出
A vdv viodv vci1 1 v vc i2 22 2v vo i1 1rR bC e
以双倍的元器件换取抑制零 漂的能力。
Rc + vo
Rc+VCC
ic1 vo1 RL vo2 ic2
有 负R载 L时 ， AvdRrCbeR2L
根据各管子的宽长比 ，
可求出其它支路电流。
.
32
(2)小信号分析
A v1gm 2rd2srd4s A v2 gm 7rd7srd8s
Av Av1Av2
.
33
号的能力越强，而受共模信号的影响越小。
提高双端输出差分式放大电路的共模抑制比的途径是：
①使电路参数尽量对称；②选择ro较大的恒流源。
.
9
(4)频率响应
由于存在密勒效应，其高频响应与共射极放大电路相同。 由于差分式放大电路采用直接耦合方式，因此具有极好
的低频响应。
.
10
4.带有源负载的射极耦合差分式放大电路
IE6
I0
IC 1IC 2IC 3IC 4IC 52
ioIC4IC20
.
14
②.动态分析
输入差模信号时
vi1
vi 2
vid 2
iC 1
iC
，
2
I 0 不变，
ve 0
io iC 4 iC 2
iC 1 iC 1
2 iC 1
.
15
(3)电压增益
+ vid /2
T3
ic3 ic1
T1
T4
双端输ຫໍສະໝຸດ Baidu-单端输出
A v2 d v v o i2 d id 4 id 2 v ir d d2s r d4s g m v .2 id g v m id v 2 id r d2s r d4s g m r d2 2s r 5d4s
2. JFET差分式放大电路
Avdvo1vidvo2 gmRd
Avd1
vo1 vid
12gmRd
Avd2
vo2 vid
12gmRd
.
26
6.3 差分式放大电路的传输特性
.
27
6.4 集成电路运算放大器
集成运算放大器是一种高性能的多级直接耦合放大电 路。它由输入级、中间级（电压放大级）、输出级 （功率放大级）、偏置电路（电流源）和一些辅助环 节（电平移动、过载保护、频率补偿等）组成。
ic4 io
ic2
vo2
T2
.
vid /2
+
gmv2 idgmv2 idrvco2 4 ervco2 2 e0
gmvid
vo2 rce4
vo2 rce2
A v2 dv v o i2 dg m r c2 er c4 er be . r c2 er c4 e
16
6.2.3 源极耦合差分式放大电路
.
21
2) 动态分析
输入差模信号时
vi1
vi 2
vid 2
iC1iC2，I0不变
vovo1vo20
.
22
3) 电压增益
.
23
双端输入-双端输出
A v dv v o i1 1 v v o i2 2 2 v v io 1 d g m v .iv i d r d dr s d1 s 3 g m r dr s d1 s324
有负载 R L 时，
A vd 1
RC RL r be
A vd 2
RC RL r be
输 入电R 阻 i ： 2bre 输 出 电R 阻 o ： Rc 4
3) 单端输入
由于恒流源的交流电阻
很大，ro支路可认为是 开路的。
Rc
Rc
+ vo
在电路对称的情况下，
vi1
vbe1
vid 2
vi2 vbe2v2id
8
⑶ 共模抑制比ＫCMR
共模抑制比是衡量差分式放大电路放大差模信号和抑制 共模信号的能力的技术指标，其定义为放大电路对差模 信号的电压增益Avd与对共模信号的电压增益Avc之比的 绝对值，即
K CMR
Avd Avc
用对数形式表示 KCMR20lgAAvvdc dB
共模抑制比越大，差分式放大电路分辨所需要的差模信
vi1
输 入 电 阻 Ri ： 2bre
输 出 电 阻 Ro ： 2Rc
.
T1
T2
vi2
Io
－VEE
3
2) 双端输入、单端输出
+VCC
Rc
Rc
+ vo
ic1 vo1
vo2 ic2
vi1
T1 RL T2
vi2
Io
－VEE
.
Avd 1
Avd 2
RC 2 rbe
Avd 2
Avd 2
RC 2 rbe
.
28
6.4.1 CMOS MC14573集成电路运算放大器
.
29
1.电路结构和工作原理
.
30
2.电路技术指标的分析计算
.
31
(1)直流分析
IREF
VDD
VSS VGS5 RREF
IREF KP5 VGS5 VT 2
ID6 ID7 ID8 IREF ID1 ID2 ID3 ID4 12ID6
+
vid ~
_
+ T1 vid /2
–
T2 –
vid /2 + ro
当ro足够大时，单端输入和双端输入的效果一样。
.
5
⑵ 共模电压增益
.
6
1) 双端输出
Rc
Rc
+ voc
+
T1
vic _
2ro
T2
+
2ro
vic _
Avcvvoiccvo1 cvicvo2 c 0
输入R i电 2 1rb阻 e 21 ： ro.
输出电阻 Ro ： 2Rc 7
2) 单端输出
Rc
Rc
+ voc
+
T1
vic _ 2ro
T2
2ro
Av c1
voc1 vic
voc 2 vic
rbe
Rc
21
ro
一般情况下，
+
1 2ro rbe， 1,
vic _
Av c1
RC 2ro
输入R i电 2 1rb阻 e 21 ： ro
. 输出电阻 Ro ：Rc
.
11
⑴.电路组成
.
T1、T2 对管 是差分放大电 路T3、T4 对管 组成镜像电流 源作为T1、T2 的有源负载
T5、T6 对管 组成比例电流 源为电路提供 稳定的静态电
12
⑵.工作原理
.
13
①.静态分析
当vi1 vi2 0 时 IE6 IREFVCCRVEREe6VBE6
IE5
Re6 Re5
.
17
1. CMOS差分式放大电路
.
18
(1).电路组成
.
T1、T2 对管 是差分放大电
路T3、T4 、T5 管组成镜像电
流源作为T1、 T2 的有源负 载T7、T8 对管 组成镜像电流
源提供放大电
路的偏置电流 19
(2).工作原理
.
20
1) 静态分析
静态 vi1v 时 i20 IRE IF S5ID 6ID 7I0 ID 1ID 2ID 3ID 4I02 vovo1vo20
.
1
⑴ 差模电压增益
.
2
1) 双端输入、双端输出
A vdv viodv vci1 1 v vc i2 22 2v vo i1 1rR bC e
以双倍的元器件换取抑制零 漂的能力。
Rc + vo
Rc+VCC
ic1 vo1 RL vo2 ic2
有 负R载 L时 ， AvdRrCbeR2L
根据各管子的宽长比 ，
可求出其它支路电流。
.
32
(2)小信号分析
A v1gm 2rd2srd4s A v2 gm 7rd7srd8s
Av Av1Av2
.
33
号的能力越强，而受共模信号的影响越小。
提高双端输出差分式放大电路的共模抑制比的途径是：
①使电路参数尽量对称；②选择ro较大的恒流源。
.
9
(4)频率响应
由于存在密勒效应，其高频响应与共射极放大电路相同。 由于差分式放大电路采用直接耦合方式，因此具有极好
的低频响应。
.
10
4.带有源负载的射极耦合差分式放大电路
IE6
I0
IC 1IC 2IC 3IC 4IC 52
ioIC4IC20
.
14
②.动态分析
输入差模信号时
vi1
vi 2
vid 2
iC 1
iC
，
2
I 0 不变，
ve 0
io iC 4 iC 2
iC 1 iC 1
2 iC 1
.
15
(3)电压增益
+ vid /2
T3
ic3 ic1
T1
T4
双端输ຫໍສະໝຸດ Baidu-单端输出
A v2 d v v o i2 d id 4 id 2 v ir d d2s r d4s g m v .2 id g v m id v 2 id r d2s r d4s g m r d2 2s r 5d4s
2. JFET差分式放大电路
Avdvo1vidvo2 gmRd
Avd1
vo1 vid
12gmRd
Avd2
vo2 vid
12gmRd
.
26
6.3 差分式放大电路的传输特性
.
27
6.4 集成电路运算放大器
集成运算放大器是一种高性能的多级直接耦合放大电 路。它由输入级、中间级（电压放大级）、输出级 （功率放大级）、偏置电路（电流源）和一些辅助环 节（电平移动、过载保护、频率补偿等）组成。
ic4 io
ic2
vo2
T2
.
vid /2
+
gmv2 idgmv2 idrvco2 4 ervco2 2 e0
gmvid
vo2 rce4
vo2 rce2
A v2 dv v o i2 dg m r c2 er c4 er be . r c2 er c4 e
16
6.2.3 源极耦合差分式放大电路
.
21
2) 动态分析
输入差模信号时
vi1
vi 2
vid 2
iC1iC2，I0不变
vovo1vo20
.
22
3) 电压增益
.
23
双端输入-双端输出
A v dv v o i1 1 v v o i2 2 2 v v io 1 d g m v .iv i d r d dr s d1 s 3 g m r dr s d1 s324
有负载 R L 时，
A vd 1
RC RL r be
A vd 2
RC RL r be
输 入电R 阻 i ： 2bre 输 出 电R 阻 o ： Rc 4
3) 单端输入
由于恒流源的交流电阻
很大，ro支路可认为是 开路的。
Rc
Rc
+ vo
在电路对称的情况下，
vi1
vbe1
vid 2
vi2 vbe2v2id
8
⑶ 共模抑制比ＫCMR
共模抑制比是衡量差分式放大电路放大差模信号和抑制 共模信号的能力的技术指标，其定义为放大电路对差模 信号的电压增益Avd与对共模信号的电压增益Avc之比的 绝对值，即
K CMR
Avd Avc
用对数形式表示 KCMR20lgAAvvdc dB
共模抑制比越大，差分式放大电路分辨所需要的差模信
vi1
输 入 电 阻 Ri ： 2bre
输 出 电 阻 Ro ： 2Rc
.
T1
T2
vi2
Io
－VEE
3
2) 双端输入、单端输出
+VCC
Rc
Rc
+ vo
ic1 vo1
vo2 ic2
vi1
T1 RL T2
vi2
Io
－VEE
.
Avd 1
Avd 2
RC 2 rbe
Avd 2
Avd 2
RC 2 rbe
.
28
6.4.1 CMOS MC14573集成电路运算放大器
.
29
1.电路结构和工作原理
.
30
2.电路技术指标的分析计算
.
31
(1)直流分析
IREF
VDD
VSS VGS5 RREF
IREF KP5 VGS5 VT 2
ID6 ID7 ID8 IREF ID1 ID2 ID3 ID4 12ID6
+
vid ~
_
+ T1 vid /2
–
T2 –
vid /2 + ro
当ro足够大时，单端输入和双端输入的效果一样。
.
5
⑵ 共模电压增益
.
6
1) 双端输出
Rc
Rc
+ voc
+
T1
vic _
2ro
T2
+
2ro
vic _
Avcvvoiccvo1 cvicvo2 c 0
输入R i电 2 1rb阻 e 21 ： ro.
输出电阻 Ro ： 2Rc 7
2) 单端输出
Rc
Rc
+ voc
+
T1
vic _ 2ro
T2
2ro
Av c1
voc1 vic
voc 2 vic
rbe
Rc
21
ro
一般情况下，
+
1 2ro rbe， 1,
vic _
Av c1
RC 2ro
输入R i电 2 1rb阻 e 21 ： ro
. 输出电阻 Ro ：Rc
.
11
⑴.电路组成
.
T1、T2 对管 是差分放大电 路T3、T4 对管 组成镜像电流 源作为T1、T2 的有源负载
T5、T6 对管 组成比例电流 源为电路提供 稳定的静态电
12
⑵.工作原理
.
13
①.静态分析
当vi1 vi2 0 时 IE6 IREFVCCRVEREe6VBE6
IE5
Re6 Re5
.
17
1. CMOS差分式放大电路
.
18
(1).电路组成
.
T1、T2 对管 是差分放大电
路T3、T4 、T5 管组成镜像电
流源作为T1、 T2 的有源负 载T7、T8 对管 组成镜像电流
源提供放大电
路的偏置电流 19
(2).工作原理
.
20
1) 静态分析
静态 vi1v 时 i20 IRE IF S5ID 6ID 7I0 ID 1ID 2ID 3ID 4I02 vovo1vo20