通常采用差动放大电路41页PPT
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通常采用差动放大电路
+UO(sat)
u u
-UO(sat)
饱和区 线性区 饱和区
运算放大器的传输特性
例 F006运算放大器的正、负电源电压为±15V，开环电压 放大倍数AU0=2106,输出最大电压（即Uo(sat))为±13V。 在下图电路中分别加如下电压，求输出电压及其极性：
u－ － ＋ u+ ＋ uo
第8章 集成运算放大电路
8.1 集成运算放大器简介
8.2 集成运放的基本分析方法
8.3 集成运放的线性应用
8.4 集成运放的非线性应用
8.1 集成运算放大器的简单介绍
集成电路概念 集成电路的优缺点 集成运算放大器的组成 集成运算放大器的特点及符号 运算放大器的传输特性
集成电路概念
相对于分立电子电路而言的，利用一定的生产工艺把整个 电路的各个元器件及它们之间的连线集成在一块半导体基 片上，封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有一定功 能的固体器件。
集成电路概念
集成电路的优缺点：
1.使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 2.减少了电路的焊点，提高了工作的可靠性。 3.同一个硅片上的元器件相互离得很近，性能和温度特 性较一致，容易建立相同特性的对称晶体管。 4.实现了元件、电路和系统的三者统一。 1.电阻太高或太低都不易制造。100~30 kΩ 缺点 2.电感难于制造。 3.大电容不易制造，电容一般不超过200 pF。 4.必须使用这些器件的场合，大多采用外接的方法。
集成运算放大器特点及符号
集成运放 Ao KCMRR ri ro 很大: 80~160 dB 很大：90 dB 高: 几十k 几百k 小：几十 ~ 几百 理想运放 Ao KCMMRR ri ro 0
u u
-UO(sat)
饱和区 线性区 饱和区
运算放大器的传输特性
例 F006运算放大器的正、负电源电压为±15V，开环电压 放大倍数AU0=2106,输出最大电压（即Uo(sat))为±13V。 在下图电路中分别加如下电压，求输出电压及其极性：
u－ － ＋ u+ ＋ uo
第8章 集成运算放大电路
8.1 集成运算放大器简介
8.2 集成运放的基本分析方法
8.3 集成运放的线性应用
8.4 集成运放的非线性应用
8.1 集成运算放大器的简单介绍
集成电路概念 集成电路的优缺点 集成运算放大器的组成 集成运算放大器的特点及符号 运算放大器的传输特性
集成电路概念
相对于分立电子电路而言的，利用一定的生产工艺把整个 电路的各个元器件及它们之间的连线集成在一块半导体基 片上，封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有一定功 能的固体器件。
集成电路概念
集成电路的优缺点：
1.使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 2.减少了电路的焊点，提高了工作的可靠性。 3.同一个硅片上的元器件相互离得很近，性能和温度特 性较一致，容易建立相同特性的对称晶体管。 4.实现了元件、电路和系统的三者统一。 1.电阻太高或太低都不易制造。100~30 kΩ 缺点 2.电感难于制造。 3.大电容不易制造，电容一般不超过200 pF。 4.必须使用这些器件的场合，大多采用外接的方法。
集成运算放大器特点及符号
集成运放 Ao KCMRR ri ro 很大: 80~160 dB 很大：90 dB 高: 几十k 几百k 小：几十 ~ 几百 理想运放 Ao KCMMRR ri ro 0
清华模电课件第7讲差动放大电路.ppt
二、双人双出长尾式差放
1、差模信号与差模输入
差模信号是指大小相等，极性相反的两个信号。将差 模信号加入到两个输入端的方式称差模输入。必须明确， 差模信号是有用信号，是放大的对象。
U Id U Id 1 2 U U Id 2 Id 2
差模输入电压用U
Id
表示
U U U I d I d 1 I d 2
(2)电路参数也要对称， 即 R R R C 1 C 2 C
R R R S 1 S 2 S 。
2、分类
长尾式差放 恒流源式差放 双入双出 双入单出 单入双出 单入单出
3、接法
4、输入信号类型 ①差模信号（有用）Ud 大小相等，极性相反 ②共模信号（无用）Uc 大小相等，极性相同 5、功能 放大差模信号的同时，抑制共模信号
1、典型差动放大电路形式
差动放大电路 (简称差放)是模拟 集成电路中常用的 基本单元电路。具 有优良的差模性能 及抑制零点漂移的 作用。
理想差放的条件：
(1)要求 即 因此
V 1 、V
r r r ，1 2 b e 1 b e 2 b e
2
两管的特性完全对称，
V 1 、V 2 称差动对管。
所以，RL开路。
, I , I , I , U , U Q点严格的说是6个量 I BQ 1 BQ 2 CQ 1 CQ 2 CQ 1 CQ 2
从长尾入手
令
U U 0 B Q 1 B Q 2
U U 0 . 7 V E B E Q
U 0 . 7 ( V ) V E E B E Q E E I E Q R R e e 1 ICQ I IEQ 1 C Q 1 2 ICQ1 IBQ1 IBQ1
U U U 0 o C o C 1 o C 2
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
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
chapter4差动放大器精品PPT课件
a. 当Vin2＝0 时,研究Vin1在Vout1, Vout2两端的响应.(考虑 RD1=RD2=RD)
chapter 4 差动放大器
27
(1)先求Vin1在Vout1的响应,将M2看作是M1的等效RS.
其中,
RS
RD2 ro2 1 ( gm2 gmb2 )ro2
1 gm2
因为带源极负反馈电阻的共源放大器的增益为:
入共模电平的变化对输出有什么影响呢？
单输出端对 Vin,CM 的响应如下:
Vx Vin,CM
gm 1 2gm RSS
RD
Vy Vin,CM
gm 1 2gm RSS
(RD
RD )
Vx
Vy
gm 1 2gm RSS
RD
Vin,CM
21
★交流小信号分析
4.2.2 定量分析
(1)由电流电压方程导出小信号跨导及增益
差分放大器的三个器件都工作在放大区,我们找出这个放大器
的等效跨导Gm .
Gm的定义如下:
Gm
I D Vin
I D I D1 I D2
Vin Vin1 Vin2
chapter 4 差动放大器
22
因为:
ID
1 2
nCox
其中,
VT
Vin1, RT
1 g m1
这时M2为信号源为Vin1,信号源内阻为RT的CG放大器,它的增益
为:
VY
RD
Vin1
11
g g chapmte1r 4 差动放大m器2
(4.5)
29
由(4.4)和(4.5)可知
VX VY
2RD 11
Vin1
gm1 gm2
b.那么当Vin1 =0 ,Vin2在Vx和Vy端的响应是多少呢?
chapter 4 差动放大器
27
(1)先求Vin1在Vout1的响应,将M2看作是M1的等效RS.
其中,
RS
RD2 ro2 1 ( gm2 gmb2 )ro2
1 gm2
因为带源极负反馈电阻的共源放大器的增益为:
入共模电平的变化对输出有什么影响呢？
单输出端对 Vin,CM 的响应如下:
Vx Vin,CM
gm 1 2gm RSS
RD
Vy Vin,CM
gm 1 2gm RSS
(RD
RD )
Vx
Vy
gm 1 2gm RSS
RD
Vin,CM
21
★交流小信号分析
4.2.2 定量分析
(1)由电流电压方程导出小信号跨导及增益
差分放大器的三个器件都工作在放大区,我们找出这个放大器
的等效跨导Gm .
Gm的定义如下:
Gm
I D Vin
I D I D1 I D2
Vin Vin1 Vin2
chapter 4 差动放大器
22
因为:
ID
1 2
nCox
其中,
VT
Vin1, RT
1 g m1
这时M2为信号源为Vin1,信号源内阻为RT的CG放大器,它的增益
为:
VY
RD
Vin1
11
g g chapmte1r 4 差动放大m器2
(4.5)
29
由(4.4)和(4.5)可知
VX VY
2RD 11
Vin1
gm1 gm2
b.那么当Vin1 =0 ,Vin2在Vx和Vy端的响应是多少呢?
《差分放大电路》PPT课件
共模抑制比 差模放大倍数
K CMR
Ad AC
KCMR (dB) 20lg
Ad ( 分贝 AC
)
共模放大倍数
2021/4/23
KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。
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这个定义表明， 共模抑制比愈大， 差动放大器放大差模 信号（有用信号）的能力越强，抑制共模信号（无用信 号）的能力也越强。
直流通路
ui1
RC
IC1uIoC2 RC
RB
T1
T2
IB
IE
RE
+UCC
RB
IB
ui2
–UEE
I BQ
RB
U EE U BE
2(1 )(RE Rp
2
)
UE1= UE2 =2IE×(RE+RP/2)－UEE
ICQ= IBQ
UC1= UC2= UCC－IC×RC
2021/4/23
UCE1= UCE2 = UC1－UE1
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零点漂移的危害： 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。
严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信 号电压还是漂移电压。
抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一 个重要的问题。
差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。
2021/4/23
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3.信号输入
(1)共模( common mode) 输入
幅度相等、极性相同的一对输入信号。通常为温漂和干扰信号。
共模输入时，由于电路完全对称，当温度变化时，两管的零漂
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