第三章差动放大器PPT课件
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差动放大电路 ppt课件
24
2. 静态分析
直流通路
RC
IC1 IC2
uo
RC
RB
T1
T2
ui1
IB
IE
RE
+UCC
RB
IB
ui2
IBR B U E 2(E 1 U B)E R E2 U E R E E IC1=
–UEE
IC2=
IC=
IBU EE 2REUCE= UCC+ UEE - IC(RC + 2RE )
25
2
,
输 出 至
下
一
T3
双端输出
级
T4 双端输入
RE2
R3
R2
-UEE 接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。50
补充：电流源
51
52
53
54
集成电路运算放大器中的电流源
电流源概述
一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。 它具有很高的输出电阻。
1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有 恒流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 2、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
u o
R C
IE具有恒 流特性
T1
T2
u
i1
IE
RE
用恒流源代
u i2
替RE ，可使
电路进一步
-UEE （-15V）
改善
（2） RE对共模信号有抑制作用（原理同上，即由 于RE的负反馈作用，使IE基本不变） （3） RE对差模信号相当于短路
ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IE不变
2. 静态分析
直流通路
RC
IC1 IC2
uo
RC
RB
T1
T2
ui1
IB
IE
RE
+UCC
RB
IB
ui2
IBR B U E 2(E 1 U B)E R E2 U E R E E IC1=
–UEE
IC2=
IC=
IBU EE 2REUCE= UCC+ UEE - IC(RC + 2RE )
25
2
,
输 出 至
下
一
T3
双端输出
级
T4 双端输入
RE2
R3
R2
-UEE 接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。50
补充：电流源
51
52
53
54
集成电路运算放大器中的电流源
电流源概述
一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。 它具有很高的输出电阻。
1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有 恒流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 2、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
u o
R C
IE具有恒 流特性
T1
T2
u
i1
IE
RE
用恒流源代
u i2
替RE ，可使
电路进一步
-UEE （-15V）
改善
（2） RE对共模信号有抑制作用（原理同上，即由 于RE的负反馈作用，使IE基本不变） （3） RE对差模信号相当于短路
ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IE不变
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第一节差动放大电路
温漂严重干扰了放大器的工作，会引起输出信号失真， 严重时会把有用信号完全淹没。这是直流放大器必须克服的 问题。实用中常采用多种补偿措施来抑制温漂，其中最为有 效的方法是使用差动放大电路。该电路也是集成运算放大器 的输入级电路。
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
差动放大电路(课件)知识讲解
2.对差模信号的放大作用分析
R'L=Rc//(RL/2)
AUd
Uo U id
Ucd1 Ucd2 Uid1 Uid2
Ucd1R-bRrLbe Uid1
2Ucd1 Ucd1 2Uid1 Uid1
Ucd2R-bRrLbe Uid2
AUd
-RL
Rb rbe
Uo
与单管增 益相同
rid=2(Rb+rbe) rod ≈2 Rc
1 RL
2 Rb rbe
rid=2(Rb+rbe) rod ≈ Rc
3.对共模信号的抑制作用分析
工作原理
Uic1=Uic2=Uic
Ibc1=Ibc2 Iec1=Iec2
流过Ree上的电流： Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1
Iec1
Iec2
Ree上的电压：URee=Iec12Ree
Rb
T1
5. 几种方式指标比较
输出方式
双出
单出
AVD
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
Rid
2 rbe
R ic
12[rbe(1)2ro]
Ro
2 Rc
Rc
双出
单出
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
2 rbe
12[rbe(1)2ro]
2 Rc
Rc
集成运算放大器概述
Rb Uid1
T1Rc
RL 2
RL 2
RcT2
Rb Uid2
Uid
2.对差模信号的放大作用分析
差动放大电路.ppt
性相同，幅度也相同，
则是纯共模信号。如
果极性相同，但幅度
不等，则可以认为既
包含共模信号，又包
含差模信号，应分开
加以计算，如图06.07
所示。
图06.07共模差模信 号混合的情况
共模抑制比KCMR是差动放大器的一个重要
指标。
KCMR
Avd Avc
，或
KCMR
20 lg
Avd Avc
dB
双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端 输出时共模抑制比为
K CMR
R'L / 2( RB1 rbe ) R'L / 2Re
Re
RB1 rbe
(动画6-2)
3 带恒流源差动放大电路的分析
1 问题的提出
K CM RR
Ad AC
Avc
RB1
RC
rbe (1
)2RE
单端输出时，为提高共模抑制比，有两个途径，一是增大差模电压放大倍数，一
1 RB vi
RC 3 vo 4 RC RB
T3
A
RB2
RE
RB1
B
-VEE
电路分析
• 静态分析：从T3开始
பைடு நூலகம்
1 RB
VAB
R2 R1 R2
(VCC
VEE )
vi
IE3
VAB VBE RE 3
IC3
I E1
IE2
IC3 2
RC 3 vo 4 RC
VCC
RB RL
T3
A
RB2
第三章差动放大器
平衡电阻： R2 = R1 // R f
Rf Auf 1 R1
特点： 1. 为深度电压串联负反馈， Auf = 1 + Rf /R1 2. uP = uN ，“虚短”仍成立，但 “虚地”不成立
特殊地：
当 R1 = ，Rf = 0 时， Auf = 1
跟随器
同相器
§3-4
集成运算放大器的应用电路
ui2 = 0
ui1 使：
uo1
Rf ui1 R1
ui1 = 0
（ ui2 使： u o 2 1
R R
f
f
）（
1
R2
R
3
R
） i2 u
3
则： 减法运算电路 平衡电阻： R1//Rf=R2//R3
u
o
u o1 u o2 (1
R R
)(
R R
2
3
1
R
) ui 2
3
单门限电压比较器可实现波形的变换
ui
单门限电压比较器
0 t
把正弦波变为矩形波 单门限电压比较器的特点： 电路结构简单、灵敏度高，但是抗干扰能力差
2、双门限电压比较器
输出电压uo经Rf和R1分压加到同相输入端，为 电路引入了正反馈 集成运放工作在非线性区。
当uo=+Uom时，门限电压用UP1表示
U
共模抑制比CMRR
开环差模电压放大倍数
Auo
开环差模电压放大倍数简称“开环增益”，开环 状态下，输出电压Uo与输入差模电压（Ui1-Ui2）之比， 即Auo=Uo/（Ui1-Ui2）。Auo越大，器件的性能越稳定， 其运算精度也就越高。
输入失调电压Uio
差动运算放大器优秀课件
Rc UC2
V2
UCC
Rb2 Rb1
ui2
表3-1 差动放大电路的输入输出形式
表3-1 差动放大电路的输入输出形式
R b 2 共模信号 Rb1
1 ui2 2 uid uic
2、单端输出
(3)单端输出KCMRR
RC
KCMRR
Aud1 Auc1
2rbe
RC
Re
rbe
(4）单端输出时的ro
2Re
∵仅从一管的集电极输出 ∴rod=RC
( 2( 1 )Re r )
Rc
Rb2
UC1
Rb1
V 1 uO
ui1
共模信号输入 时交流通路
RC
UC1
V1
ui 1 uic
uo
uo1
ie1 RE
RC
UC2
uo2 V2
ui 2 uic
ie ie2
6、共模特性动态分析
(2)Re对差模信号不起负
反馈作用,Re对共模信号 起强烈的负反馈.Re越大
RC
负反馈越强，抑制漂移
IC1 IC1
RC
U CC
IC2 IC2
Aud 称为差模电压放大倍数
ui1
差动
uο Aud ( ui1 ui 2 )
放大电路
uo
ui2
Aud
3.2 差动放大电路
3.2.1 为什么选用“差动”的电路形式 3.2.2 基本差动放大电路的分析 3.2.3 差动放大电路的输入、输出形式 3.2.4 差动放大电路的改进形式
3.2.1为什么选用“差动”的电路形式?
UCC
RC
UC2
V2
IE2
2IE1
模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件
uod = 2ic1RL
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第二节负反馈放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.2.2.3 电压反馈和电流反馈 根据反馈信号在放大电路输出端取样信号方式的不同，
可分为电压反馈和电流反馈。
图3-9 电压反馈和电流反馈
差动放大电路及集成运算放大器
（1）电压反馈
如图3-9(a)所示，放大电路的输出电压直接送至反馈网 络的输入端。
则：Xf =Ｆuo。 这种反馈方式叫做电压反馈。
Xi
1
该式表明 Af 为 A 的 1 Af 。1 AF 叫做“反馈深度”，
其值越大，则反馈越深。它影响着放大电路的各种参数，也
反映了影响程度。
差动放大电路及集成运算放大器
|1+AF｜＞１时为负反馈；因此时｜Aｆ｜＜｜A｜，说明
引入反馈后放大倍数下降。
｜1+AF｜＜１时为正反馈。因此时｜Aｆ｜＞｜A｜，表
明引入反馈后放大倍数增加，但这种情况下电路不稳定。
当1+AF＝０时，则AF＝－１，此时｜Aｆ｜→∞，意味着
在放大器输入信号为零时，也会有输出信号，这时放大器处 于自激振荡状态，形成振荡器（在第四章讨论）。
差动放大电路及集成运算放大器
当|AF|»１时，为深度负反馈，在深度负反馈时：
Af
A AF
1 F
放大器的开环放大倍数：A XO Xi
反馈网络的反馈系数： F X f XO
放大器的闭环放大倍数：
Af
XO XS
差动放大电路及集成运算放大器
在负反馈状态下，Ｘf与ＸＳ反相，则Ｘｉ＝ＸＳ－Ｘf ； 即：Ｘｓ＝Ｘｉ＋Ｘf，则：
Af
XO XO / Xi XS XS / Xi
A Xi X f
A 1 AF
并联叠加，电流ｉs与ｉf 相加形成净输入电流ii，这就叫并 联反馈。负反馈时， ii = is－if 。
第三四章差动放大电路集成运放.ppt
恒流源的作用
恒流源相当于阻值很大的电阻。
恒流源不影响差模放大倍数。
恒流源使共模放大倍数减小，从而增 加共模抑制比。理想的恒流源相当于 阻值为无穷大的电阻，所以共模抑制 比无穷大。
3.2.5 差放电路的几种接法
+UCC
如单端输出,此RC2可去消
RC1
RC1
RC2
RC2
单
端
T1
T2
ui1
E
R1 ui2
CMRR=20 log
Ad AC
db(分贝)
例: Ad=-200 Ac=0.1 CMRR=20 log (-200)/0.1 =66 db
3.3.3 双电源长尾式差放
1.结构:
uo= uC1 - uC2
R 1
u R
C uC1
o
uC2
R C
R
B
T1
T2
+UCC(+15V)
R 1 R B
u
i1
第3讲
第3章 基本放大电路 3.2 差动放大器
第4章集成运算放大器 4.1 概述 4.2 集成运放的开环和闭环
1
第3章 基本放大电路 3.2 差动放大电路
3.2.1直接耦合放大电路 3.2.2 基本型差动放大器 3.2.3 双电源长尾式差动放大器 3.2.4 恒流源式差动放大器 3.2.5 差动电路的几种接法
(1)为使T1管和T2管的发射级静态电流均为0.5mA,Re的取值应为多少？ T1和T2管的压降UCEQ为多少？
Re VEE UBEQ 6 0.7 k 5.3k
2 I EQ
1 0.5
UCQ VCC ICQRc (12 0.510)V 7V
模电实验课件 差动放大电路(共11张PPT)
双端输出 放大倍数
VodVo1Vo2
Avd
Vod V sd
单端输出
放大倍数
Vo d 2Vo2Vo2 0
Avd 2
Vod 2 Vsd
差模双端输入
差模单端输入
差模单端输入计算公式 参照双端输入
差模单端输入
实验内容二
测量共模增益
如图,将电路接为共模输入方式 输入Vsc=1v 测填表2.27
共模输入
Re为两管共用的发 射极电阻，它对差 模信号无负反馈作 用，但对共模信号 有较强的负反馈作 用，可以有效的抑 制零漂，稳定静点。
调零电位器Rw用来调节
T1和T2的静点，使输入 电压Ui=0时，双端输出
电压Uo=0。
将两组都调为12V输出。将1组端(-)连2组 (+)，此为地端；1组(+)为+12V；2组(-)
双端输出 放大倍数
VocVo1Vo2
Avc
Voc V sc
单端输出 放大倍数
Vo2cVo2Vo2 0
Avc2
Voc 2 Vsc
共模输入
返回
实验内容三
观察大信号传输特性
将电路接为单端输入形式 在A点接入较大幅度正弦信号(信号源地接B点),频率
为1000Hz. 使示波器处于X-Y工作方式,并将输入信号作为X轴,
电路图分析 为－12V。第三组用来提供输入信号 实验当中使用了+12V和-12V的 双电源。直流源能提供三组独立直 流电压输出，具体连接如下。
调节信号幅度,观察传输特性曲线的变化 特点是共模抑制能力很强，但输出不是对地输出 差动放大是将输入信号差分为不同的两部分（差模信号），在电路当中利用成倍的器件，在放大差模信号的同时获得对共模信号的强烈的抑 制，从而有效地抑制干扰 如图,将电路接为共模输入方式 去掉输入端与地的短接线 去掉输入端与地的短接线 双端输出即将|Vo1-Vo2|作为电路输出。 调节直流电源,使Usd=0. 输出形式也有两种：双端输出和单端输出。 设在输入为0时，Vo1对地的电压为Vc1，则单端输出电压应为|Vo1-Vc1| 在放大电路当中，噪声和干扰一般都相同地作用在每个电路上（共模信号）。 差模单端输入计算公式参照双端输入 如图,将电路接为共模输入方式
差动放大器课件
I C1 I C 2 , UC1 UC 2
虽然每只管子都产生了零点漂移，但是在双端输出时，两管集电极电位的变化 相互抵消，所以输出电压仍为O，即
UO (UC1 UC1 ) (UC 2 UC 2 ) 0
(4-3)
+UCC
2. Q点的计算 直流通路
RB
RC T1
IC1 IC2
uo T2
RC RB
ui1
IB IE
RE –UEE
IB
ui2
IB
U EE U BE RB 2(1 ) RE
IC1= IC2= IC= IB
UE1= UE2 =－IB×RB－UBE UC1= UC2= UCC－IC×RC UCE1= UCE2 = UC1－UE1
(4-4)
8.7差动放大器
8.7.1差动放大器的原理电路 8.7.2差动放大器的工作情况 8.7.3典型的差动放大器 8.7.4恒流差动放大器
(4-1)
8.7.1差动放大器的原理电路
RC
R1
RB
uo
RC
R1 RB
T1
T2
ui1
ui2
特点：结构对称。
(4-2)
8.7.2差动放大器的工作情况
（1）静态工作情况
(4-8)
8.7.4恒流差动放大器
如图所示，REE愈大，抑制共模信号的能力愈强，但是若REE过大，REE上的直 流压降增大，相应地要求负电源UEE的电压很高；而且，在集成中制造大电阻 十分困难。为了达到既能增强负反馈的作用，又不必使用大电阻，也不致要求 UEE电压过高的目的，采用恒流源电路替代REE在电路中的作用，如图A、B为其 简化画法。
(4-5)
第3章第4讲(差动放大电路)
根据图5.3可得在 + + 输入差模电压的 U C1 作用下， _ ΔUOd 每边管子的输出 电压为： _
U C1 U I1 AU1 1 U Id AU1 2
U C2 U I2 AU2 1 U Id AU2 2
Rb2
Rc2 U C2 _ T2 +
图5.3差模输入差动放大电路交流通路
• • • • •
5.2 差动式放大电路
• 集成运算放大器是一种高放大倍数的直 接耦合多级放大器。 • 直接耦合方式的放大电路存在着温漂问 题，在多级放大器中，第一级的温漂影 响尤其严重，因此必须采取措施有效地 抑制温漂。 • 输入级大多采用差动式放大电路 (Differential Amplifier)
因而两管电流之和 不变， 即Re上的总电流不变, 仍为2IEQ，在Re上没 有交流信号压降。 •所以对差模信号而 言，Re如同短路， •故Re不会影响差 模放大倍数。
图5.4具有射极公共电阻的差放电路
Rc1 Rs1
+
ΔUO _
Rc2 Rs2 VCC
RL
+ + T1 UE T2 ΔUI1 ΔUI2 _ _ IE1 IE2 IE1+IE2
Rs1 T1 Rb1 Rc1
+ + ΔUI1 _ ΔUId _ ΔUI2 _ +
+
因为电路对称 Au1=Au2，所以 总的输出电压
U Od U C1 U C2 1 ΔUOd U Id AU1 2 Rb2 1 U Id AU2 Rc2 2 T2 _ Rs2 U Id AU1 U Id AU2 图5.3差模输入差动放大电路交流通路
+
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IC1=IC2
.
IE1=IE2 UC1=UC2
5
（2）动态分析
1） 差模输入
+
ui
-
差模输入 ui1 = – ui2
ib1 ic1
+ +
uo-d +
ic2 ib2
+
uo1 uo2
ui1
-
+
ie1
ie2
u- i2
ie=0
差模输入放大电路
大小相同 极性相反
差模输入电压
uid = ui1 – ui2 = 2ui1
ui1
ui2
ie1
ie2
RE
-VEE
共模信号交流通路
3）共模抑制比
共模输入 ui1 = ui2
大小相同 极性相同
共模输入电压 使得: ie1 = ie2 共模输出电压
uic = ui1 = ui2
ue = 2ie1RE
uoc = uc1 – uc2=0
共模放大倍数Ac源自uoc uic0衡量差动放大器的质量，即差模放大能力和共模抑制能力
.
12
• 开环差模电压放大倍数 Auo
开环差模电压放大倍数简称“开环增益”，开环状 态下，输出电压Uo与输入差模电压（Ui1-Ui2）之比，即 Auo=Uo/（Ui1-Ui2）。Auo越大，器件的性能越稳定，其 运算精度也就越高。
.
13
• 输入失调电压Uio
输入电压为零时，为使输出电压为零，在输入端附 加一个的补偿电压，该电压叫做输入失调电压（Uio）。 高质量产品Uio一般在1mv以下。
对于一个多级直接耦合的放大电路，级数越多，放大倍数越 大，零点漂越严重，会造成后级放大电路无法正常工作。
抑制零点漂移是直接耦合放大器的突出问题
解决的办法： 采用差动放大电路
.
3
二、基本差动放大电路
1、电路组成
+VCC
++
ui1 R
ui
-
+
ui2 R
--
+ uo -
RE -VEE
基本差动放大电路
.
特点：
.
16
• 最大差模输入电压Uidm
正常工作时，在两个输入端之间允许加载的最大差模 电压值，使用时差模输入电压不能超过此值。
.
17
• 最大共模输入电压Uicm
两输入端之间所能承受的最大共模电压。如果共模输 入电压超过此值，集成运放的共模抑制性能明显下降，甚 至造成器件的损坏。
.
18
• 差模输入电阻 rid
a. 两个输入端,两个输出端 b. 元件参数对称 c. ui1 = ui2 时, uo = 0 能有效地克服零点漂移
4
2、工作原理
（1）静态
IC1 IB1
+ uo -
+
+
UC1
UC2
IC2 IB2
ui=0
IE1
IE2
2IE
直流通路
ui1=ui2=0
IB1=IB2
uo = UC1 – UC2 = 0
产生的原因：
在阻容耦合和变压器耦 合放大电路中，也存在 零点漂移，但这种缓慢 的漂移信号不会传递到 下一级被进一步放大。
如温度的变化，电源电压波动以及电路元件参数的变化等。
.
2
缺点:
由于零点漂移的存在，使得输出端既有被放大的真信号，又 有零点漂移产生的漂移信号，当漂移信号可以与输出端的有用 信号相比时，有用信号将被淹没，失去分辩能力。
共模抑制比。
输入级 中间级 输出级
为各级提供所 需的稳定的静 态工作电流。
偏置电路为负载提供一定幅度的信号电压
和信号电流。一般采用输出电阻
组成框图 很低的射极输出器或由射极输出
器组成的互补对称功放电路。
.
9
电路符号
反相输入端
同相输入端
输出端
实际上集成运放的引出端不止三 个，但分析集成运放时，习惯上 只画出图示中的三个端，其他接 线端各有各的功能，但因对分析
的RE
ui1 V1
IC3
V3
R3
V2 ui2
R2 VEE.
RC
ui1 V1
+VCC RC
uod
V2 ui2
I0
VEE
8
§3-2 集成运算放大器概述
通常是具有较高输入电阻和较高
使集成运放具有较强的放大
一、集成运算放大电路组成 放大倍数的差动放大器，利用它
可以使集成运放获得尽可能高的
能力。通常由多级共射极放 大器构成。
两输入端加入差模信号时的交流输入电阻。此值 越大，集成运放向信号源索取的电流越小，运算精度 越高。
.
19
• 开环输出电阻ro
开环时的动态输出电阻。ro越小带载能力越强。
.
20
• 共模抑制比CMRR
综合衡量运放的放大能力和抑制共模的能力。 CMRR越大越好。
使得： ib1 = – ib2
ic1 = – ic2
ie1 = – ie2 ie = 0
差模输出电压 uod
差模电压放大倍数
=
uc1 – Ad
uc2 = u od
u id
uo1 – （ . =Ad1
–
uo2）=2uo1
uo1 = – uo2
6
2） 共模输入
+VCC
RC uod
RC
V1
uC1
uC2 V2
没有影响，故略去不画。
.
10
二、集成运放的封装和分类
1、封装
集成运放封装有塑料双列直插式、陶瓷扁平、金属圆壳 封装等多种。
2、分类
通用型 ：
专用型 ：低功耗型、高精度型、高速型、宽带型、高 阻型、高压型、低漂移型、低噪声型、大功 率型等。
.
11
三、集成运放的主要参数
• 开环差模电压放大倍数 Auo • 输入失调电压Uio • 输入失调电流Iio • 输入偏置电流IiB • 最大差模输入电压Uidm • 最大共模输入电压Uicm • 差模输入电阻 rid • 开环输出电阻ro • 共模抑制比CMRR
共模抑制比
CMRR Ad
.
Ac
7
三、 具有电流源的差动放大电路
增大共模放大倍数的思路： 增大RE 用恒流源代替RE
（1） 三极管电流源
RB1 RB2
+VCC RL
IC
RE
特点：
直流电阻为有限值
I0
动态电阻很大
+VCC
简化画法
（2）具有恒流源 的差动放大电路
RC
RC
uod
R1
电流源代替 差动电路中
第三章 集成运算放大器及其应用
§3-1 差动放大电路 §3-2 集成运算放大器概述 §3-3 集成运算放大器的基本电路 §3-4 集成运算放大器的应用电路 §3-5 集成运放的使用常识
.
1
§3-1 差动放大电路
直接耦合放大路：可放大直流信号和缓慢变化信号
一、零点漂移
零点漂移现象：
输入电压为零、输出电压不为零 的现象，称为零点漂移现象， 零点漂移简称零漂。
.
14
• 输入失调电流Iio
在输入信号为零时，两输入端静态基极电流之差， 即Iio=IiB1-IiB2。一般在0.01～0.1mA范围内，此值越小 越好。
.
15
• 输入偏置电流IiB
当输入信号为零时，两输入端所需的静态基极电 流的平均值，即IiB=（IiB1+IiB2）/2。一般情况在1mA以 下。IiB越小零漂越小。