模电 集成运放

+ ΔUI1
T1 _
_
T2 ΔUI2
+
B1、B2两个输 入端上，如图
+_
7.2所示。
ΔUI
7.2 差模输入差动放大电路
ΔUI=ΔUI1 –ΔUI2
+VCC
在两边电路完全
Rb1 B1 Rs1
ΔUI +
/2
T1
对称的条件下，
Rc1 ΔUO ++ __
Rc2 Rb2
输入信号ΔUI相
Rs2
B2
当于在两边电路 的输入端均分，
• 1 采用直接耦合方式。 • 2 采用差动放大电路。 • 3 用恒流源代替大阻值的电阻。 • 4 采用复合管的接法以改进单管的性能。 • 5 集成电路中的元件性能一致，特别适宜
于制作对称结构的电路。
7.2 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，在多级放大百度文库中，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。
+
➢当ΔUI为正时， ΔUI1>0， ΔUC1<0
➢ΔUI2=－ΔUI/2，
ΔUI
ΔUI2 <0，UC2>0。
7.2 差模输入差动放大电路
+VCC
➢在两边电路完
B1 Rs1
全对称的条件下，
Rb1
Rc1 ΔUO
++
Rc2
Rb2
ΔUC1=-ΔUC2。
Rs2 B2
+ ΔUI1
T1 _ +
_ _
T2 ΔUI2
2.差模放大倍数
输入差模信号时，
Rs1 ++
ΔUI1
T1 Rb1
差模输出电压
Rc1
+
ΔUOd与差模输 入电压ΔUId之比
ΔUId
_ _
ΔUOd
ΔUI2 _+
Rs2
Rb2 T2
Rc2 _
➢ 输出：从两个管子
图7.1 基本差动放大电路
集电极之间取出，
ΔUO=UC1－UC2，称
为双端输出方式。
• +VCC
条件：T1和T2 特性完全一致，
Rs1
+ ΔUI1 _
Rb1
Rc1
Rc2
UC1 + + UC2
ΔUO
T1
T2
__
Rb2 Rs2
+
ΔUI2 -
Rs1=Rs2， Rb1=Rb2， Rc1=Rc2，
T2 ΔUI
/2 +
因此
+_ ΔUI
ΔUI1=ΔUI/2，ΔUI2=
－ΔUI/2。
7.2 差模输入差动放大电路
Rb1 B1 Rs1
+ ΔUI1 T1
+VCC
➢T1和T2的输入
电压ΔUI1和
Rc1 ΔUO ++ __
+_
Rc2 Rb2
Rs2 B2
T2 ΔUI2
+
ΔUI2大小相等，
极性相反,此时
的输入信号ΔUI
第7章 集成运算放大器
7.1 概 述 7.2 差动式放大电路 7.3 电流源电路 7.4 集成运算放大器
7.1 概 述
7.1.1集成电路简介
集成电路( Integrated circuit缩写为IC )是应 用半导体制造工艺把晶体管、场效应管、电阻、小 容量电容等许多元器件以及它们之间的连线都做在 同一硅片上，然后封装在管壳里。这样制成的具有 特定功能的电子电路称为集成电路。
• 即两边电路是 完全对称的。
图7.1 基本差动放大电路
(1)静态分析
ΔUI1=ΔUI2 = 0，两管
+VCC 集电极静态值
Rs1 +
Rb1
Rc1
Rc2
UC1 + + UC2
ΔUO
T1
T2
Rb2 Rs2 +
UC1=UC2，输出电压
ΔUO=0。 当T(℃)↑
Ic1↑
Ic2↑
ΔUI1 _
__
ΔUI2 -
Rb2 Rs2
+
ΔUI2 -
ΔUOC=0。 • 共模电压放大倍
数 (Commonmode Gain)：当
输入共模信号时，
图7.1 基本差动放大电路
共模输出电压
ΔUOC 与 输 入 电 压ΔUIC之比 。
Rs1
+ ΔUI1 _
Rb1
Rc1
Rc2
UC1 + + UC2
ΔUO
T1
T2
__
+VCC
Rb2 Rs2 +
称为差模信号
(Differencemode Signal)，
ΔUI
7.2 差模输入差动放大电路
记为ΔUId。
ΔUId=ΔUI1–ΔUI2。
B1 Rs1 +ΔUI1
+VCC
➢在差模信号作用
下，两管的电流和
Rb1 T1
Rc1 ΔUO ++ __
+_
Rc2 Rb2
集电极电位变化相 反。
Rs2 B2
T2 ΔUI2
+
ΔUO=(UC1+ΔUC1) －(UC2+ΔUC2)
ΔUI
7.2 差模输入差动放大电路
=2ΔUC1 =－2ΔUC2。
➢因此，当ΔUI>0时，ΔUO<0； 当ΔUI<0时，ΔUO>0。
➢差动放大电路对共模信号无放大作用。
➢电路只对差模信号才起放大作用，故称 为差动放大电路(Difference-mode Gain)。
ΔUI2 -
图7.1 基本差动放大电路
用Auc表示。
Auc
U OC U IC
➢电 路 在 理 想 对称情况下，
双端输出时， Auc=0。 ➢可 抑 制 共 模 信号。
(3)动态分析（差模输入）
+VCC
差动放大
B1 Rs1
Rb1
Rc1 ΔUO
++
Rc2
电路要放大信
Rb2
号时，输入信
Rs2 B2 号ΔUI应加在
UUCC21下下降降了了ΔUΔUC2C。1 ，
图7.1 基本差动放大电路
由于电路对称，
ΔUC1=ΔUC2
•出所电以压ΔU没O有=(温UC漂1－。ΔUC1)－(UC2－ΔUC2) = 0，即输
(2)动态分析（共模输入）
+VCC
Rs1
+ ΔUI1 _
Rb1
Rc1
Rc2
UC1 + + UC2
ΔUO
T1
T2
• 输入级大多采用差动式放大电路 (Differential Amplifier)
7.2.1 基本差动放大电路
1. 工作原理
➢ 组成：由两个相 +VCC 同的共射单管放
Rs1
+ ΔUI1 _
Rb1
Rc1
Rc2
UC1 + + UC2
ΔUO
T1
T2
__
Rb2 Rs2
+
ΔUI2 -
大电路组成。
➢ 输入：从两个管子 基极，称为双端输入 方式。
它的特点是体积小、重量轻、性能好、功耗低、 可靠性高。
7.1.2 集成电路分类
集成电路按功能可分为模拟集成电路 和数字集成电路两大类。
模拟集成电路按其特点分为集成运算 放大器、集成稳压器、集成功率放大器 等。
7.1.3 模拟集成电路的结构特点
• 由于制造工艺方面的原因，模拟集成 电路具有下面一些特点：
__
Rb2 Rs2
+
ΔUI2 -
图7.1 基本差动放大电路
• 输入大小相等，极 性相同的信号，即 ΔUI1=ΔUI2 共模 信 号 ΔUIC =ΔUI1 =ΔUI2 。
+VCC
•UC1和UC2的变化相 同，因此输出电压
Rs1
+ ΔUI1 _
Rb1
Rc1
Rc2
UC1 + + UC2
ΔUO
T1
T2
__