电子电路课件：第三章 第六章 集成运算放大电路

Rid
uid ii
2Ri1 2rbe
Rod1 Ro1 RC
不变 减小
Aud1
uod1 uid
uo1 2ui1
Au1 2
1 (RC // RL )
2
rbe
Aud2
减小
注意：左出（Ｔ１）为负，右出（Ｔ２）为正，电压
增益仅为单管共射电路的一半！对臂输出，极性相反！
➢ 单入双出
➢ ④单入双出
一对差模输入信号 u’i1 = -u’i2 = uid / 2＝０.０２Ｖ
一对共模输入信号 u’’i1 =u’’i2 = uiＣ＝１０Ｖ
实际中：差模信号－－－有用信号 共模信号－－－干扰信号
所以：输入信号是两部分叠加！
ui1 u 'i1 ui2 u 'i
u ''i1 2 u ''i
uid 2
双端输出： 计算uo 单端输出： 计算uo1 、 uo2
四种接法：
A双入双出 同 C单入双出 B双入单出 同 D单入单出
差模性能分析
ui1 = -ui2 = uid / 2 1）半电路差模交流通路
因 iC1 = ICQ + iC iC2 = ICQ - iC
故 IEE = iC1 + iC2 = 2ICQ（不变）
表示为 u’i1 = -u’i2 = uid / 2 差模输入电压 uid = ui1 - ui2 ▪ 共模信号：指大小相等、极性相同的信号。
表示为 u’’i1 = u’’2 = uic
共模输入电压 uic = (ui1 + ui2 ) / 2
▪ 任意信号：均可分解为一对差模信号与一对共模
信号之代数和。
✓REE对差模视为短路。
✓RL中点视为交流地电位， 即每管负载为RL / 2 。 ✓直流电源短路接地。
注意：关键在于对公共器件的处理。
VCC
RC
○T+1
+ ui1 -
○- + vo -○+
RL
REE
RCT○-2 + ui2 -
VEE
T1
+
ui1
-
Biblioteka Baidu
+
RC RL uo1
2-
半电路差模交流通路
2）差模性能指标分析
I EE I EE
2
VBE(on) VEE REE VCQ1 VCQ2
VCC
I CQ1RC
Vo Vo1 Vo2 VC1 VC2 0 0入0出。
三.交流性能
差模信号和共模信号
(differential-mode) (common-mode)
▪ 差模信号：指大小相等、极性相反的信号。
差放半电路分析法
因电路两边完全对称，因此差放分析的关键，就是如何在差 模输入与共模输入时，分别画出半电路交流通路。在此基础 上分析电路各项性能指标。
分析步骤： ▪ 差模分析 画半电路差模交流通路 计算Aud、Rid、Rod ▪ 共模分析 画半电路共模交流通路 计算Auc、KCMR、Ric ▪ 根据需要计算输出电压
▪ 集成运放电路符号
反相输入端
u-
-
同相输入端
u+
+
uo
输出端
由于实际电路较复杂 ，因此读图时，应根据电路组成， 把整个电路划分成若干基本单元进行分析。
▪ 集成运放电路组成
采用1~2级共发电路
输入级
中间增益级
输出级
采用改进型 差分放大器
偏置电路 采用电流源
采用射随器或 互补对称放大器
型号命名
数字序号
➢ 双入双出
✓差模输入电阻
Rid
uid ii
ui1 ui2 ii
2ui1 ii
ii T1
+
+
ui1
-
RC RL uo1
2-
半电路差模交流通路
2Ri1 2rbe
✓差模输出电阻 Rod 2Ro1 2RC
✓差模电压增益 uo1 = -uo2 = uod / 2
Aud
uod uid
uo1 uo2 ui1 ui2
第三章 集成运算放大电路
The Operational Amplifier(Op-Amp)
Analog IC
运算放大器实质：高增益直接耦合放大电路
▪ 集成运放性能特点
Au很大：（104 ~ 107 或 80 ~ 140dB） Ri 很大：（几k ~ 105 M 或 ） Ro很小：（几十 ） 静态输入、输出电位均为零。
RC T2
+ vi2 -
1=2=
VBE1=VBE2=VCVC BE
RC
RC
+-vrRiTb1C1e11==RrRbLCRe22E==E+-voRrbCe
T2
+ vi2 -
VEE
VEE
▪由两完全对称的共发电路，经射极电阻REE耦合而成。 ▪采用正负双电源供电：VCC =|VEE|。
▪具有两种输出方式：双端输出、单端输出。
(与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。)
其它例如:集成功率放大器的型号命名 CD－－－－
集成稳压器的型号命名
CW－－－－
运算放大器外形图
3.1 差分放大器
差分放大器具有抑制零点漂移的作用，广泛用于集成电路
的输入级，是另一类基本放大器。
一. 电路结构
VCC
RC T1
+ vi1 -
+ vo -
RL
REE
即
ui1 = uic+ uid / 2 ui2 = uic - uid / 2
例：ui1=10.02v, ui2=9.98v，求uid, uic 解： uid = ui1 - ui2= 10.02-9.98=0.04V
uic = (ui1 + ui2 ) / 2=(10.02+9.98)/2=10V
2uo1 2ui1
Au1
(RC //
rbe
RL 2
)
注意：电路采用了成倍元件，但电压增益并没有
得到提高。
➢ 双入单端输出
ii T1
+
+
ui1
-
RC RL uo1= uod
-
半电路差模交流通路
VCC
RC
T1
+
RL +-uo
ui1
-
REE
VEE
RC T2
+ ui2 -
与双端输出电路的区别：仅在于对RL的处理上。
二.静态分析--估算电路Q点
VCC
VCC
RC T1
+ vi1 -
+ vo -
RL
REE
RC T2
+ vi2 -
RC
T1
ICQ1
RC
ICQ2
T2
REE
IEE
VEE
VEE
令 vi1 = vi2 = 0，画出电路直流通路。
因电路采用正负双电源供电，则 VBQ1 = VBQ2 0
因此
I CQ1 I CQ2
2
uic uid 2
0.02 10 uic 0.02
10.02V 10 9.98V
三.交流性能（续）
同样对输出uｏ 差模输出电压 共模输出电压
uod = uo1 - uo2 uoc = uo1 = uo2
▪且 uo1 = uoc+ uod / 2 ui2 = uoc - uod / 2
单入=双入
R s rbe Re 1