线性集成运算放大器和运算电路
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（5）差分放大电路的电压传输特性 12．2．4 电流源电路
1．电流源电路的特点 视为一个二端网络，交流等效电阻很大， 直流等效电阻很小 2．电流源作有源负载和偏置电路
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．2．5 复合管电路
二个以上管子以一定的形式连接，等
效成一只管子的作用,复合后的电流放大
系数:
12．1．3 多级放大器的频率响应
放大器级数增加后，放大倍数增加了， 但通频带变窄了。有n级的下限频率为 fL1,fL2,…fLn;上限频率为fH1,fH2,…fHn;则总 的上、下限频率为
fL
1.1(
f
2 L1
f
2 L2
f
2 Ln
)
1 /
2
fH
0.9(
f
2 H1
f 2 H2
f ) 2 1/ 2 Hn
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
IC
I B
VEE U BE 2RE
RB
iE
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
U CE VCC VEE I C (RC 2RE )
4．动态分析
（1）小信号差模特性
差模信号输入时， 发射极成为“交流虚 地”，负载电阻中心 点电位为零，双端输 出时，负载电阻折半 处理，单端输出时不 折半。
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
（4）放大差模信号，两个大小相等，极
性相反的信号，两个输出端也有大小相等，
方向相反的输出信号，双端输出时，总输
出为两边输出之和（2倍关系）；
3．静态分析
以对称性思路分析有
IB
VEE U BE
RB 2(1 )RE
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
12．2．3 差分放大电路
典型电路
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
1．电路类型：
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
双入/双出，双入/单出，单入/双出， 单入/单出四种。有射极长尾（射极电阻） 和恒流源电路两种）。
1 2
等效管的类型决定于前置管
T1
T
T2
T1
T
T2
T2
T1
T
T2
T1
T
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．2．6 集成运放的主要参数 输入失调参数、差模特性参数、共模
特性参数、大信号动态特性、电源特性 参数 12．3 集成运算放大器组成的运算电路 基本内容和知识点 运算电路的分析方法
（4）任意输入信号分解，令两个输入
信号ui1,ui2;
差模信号为：
uid ui1 ui2
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
共模信号为：
u i1
ui2
uic (ui1 ui2 ) / 2
RB
iE
VEE
总输出电压为：uo Aud uid Aucuic
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
2．电路主要特点
（1）电路结构和参数对称；
VCC
（2）抑制零点漂移， 双端输出时零漂为零， 单端输出时射极电阻RE 的共模负反馈作用，具 有抑制零漂作用；
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
（3）抑制共模信号，双端输出时无共模放 大能力；
A
1．理想运算放大器的特性
Aud , K CMR , rid 都趋向无穷大
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
ro , I IO ,U IO I IB 均为零。 2．运算放大器的工作状态
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．2 集成运算放大器 基本内容和知识点
12．2．1 集成电路的主要特点 相邻元件特性一致性好，用有源器件
代替无源元件，二极管由三极管代替， 但只能制作小电容；
12．2．2 集成运算放大器的典型结构 运放是一种高增益，DC耦合，多级放大 电路。有四部分组成：输入级、中间级、 输出级、偏置电路组成。
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．1 多级放大器
基本内容和知识点 12．1．1 常见的耦合方式
直接耦合：DC耦合信号，低频响应好， 但要各级电位配合，存在零点漂移问 题； 阻容耦合：各级静态工作点独立，容 易调试，低频响应差； 变压器耦合：各级静态工作点独立， 阻抗匹配，低频响应差；
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．1．2 多级放大电路的计算 （1）电压放大倍数
Au Au1 Au2 Au3 .... Aun
（2）输入电阻：第一级的输入电阻Ri1; （3）输出电阻：为输出级的输出电阻Ron;
计算时，应注意各级间的相互影响， 后一级的输入电阻为前级的负载，前级 的输出电阻为后级的信号源内阻。
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
ห้องสมุดไป่ตู้
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
(a)差模电压放大数
双端输出
Aud
RC //(RL / 2)
RB rbe
单端输出
Aud
1 (RC // RL )
2 RB rbe
VCC
(b)输入电阻
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
输入
输入级
中间级
输出级 输出
偏置电路
输入级：输入电阻高，失调和零漂小→ 通常为差分放大电路； 中间级:电压放大倍数大→共射放大电路； 输出级:输出电阻小，负载能力强→互补 推挽乙类放大电路； 偏置电路:为各级提供稳定的偏置电流→ 电流源电路；
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
单端输出时
Auc
RB
rbe
RC
2(1
)RE
(b)共模输入电阻
Ric RB rbe 2(1 )RE
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
（3）共模抑制比KCMR KCMR=|Aud/Auc| 该数值越大越好
Rid 2(RB rbe )
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
(c)输出电阻：
u i1
双端输出时 RO 2RC
ui2
RB
iE
VEE
单端输出时 RO RC
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
（2）小信号共模特性
此时RE为两倍计算
(a)共模电压放大数：双端输出时
Auc 0
1．电流源电路的特点 视为一个二端网络，交流等效电阻很大， 直流等效电阻很小 2．电流源作有源负载和偏置电路
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．2．5 复合管电路
二个以上管子以一定的形式连接，等
效成一只管子的作用,复合后的电流放大
系数:
12．1．3 多级放大器的频率响应
放大器级数增加后，放大倍数增加了， 但通频带变窄了。有n级的下限频率为 fL1,fL2,…fLn;上限频率为fH1,fH2,…fHn;则总 的上、下限频率为
fL
1.1(
f
2 L1
f
2 L2
f
2 Ln
)
1 /
2
fH
0.9(
f
2 H1
f 2 H2
f ) 2 1/ 2 Hn
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
IC
I B
VEE U BE 2RE
RB
iE
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
U CE VCC VEE I C (RC 2RE )
4．动态分析
（1）小信号差模特性
差模信号输入时， 发射极成为“交流虚 地”，负载电阻中心 点电位为零，双端输 出时，负载电阻折半 处理，单端输出时不 折半。
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
（4）放大差模信号，两个大小相等，极
性相反的信号，两个输出端也有大小相等，
方向相反的输出信号，双端输出时，总输
出为两边输出之和（2倍关系）；
3．静态分析
以对称性思路分析有
IB
VEE U BE
RB 2(1 )RE
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
12．2．3 差分放大电路
典型电路
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
1．电路类型：
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
双入/双出，双入/单出，单入/双出， 单入/单出四种。有射极长尾（射极电阻） 和恒流源电路两种）。
1 2
等效管的类型决定于前置管
T1
T
T2
T1
T
T2
T2
T1
T
T2
T1
T
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．2．6 集成运放的主要参数 输入失调参数、差模特性参数、共模
特性参数、大信号动态特性、电源特性 参数 12．3 集成运算放大器组成的运算电路 基本内容和知识点 运算电路的分析方法
（4）任意输入信号分解，令两个输入
信号ui1,ui2;
差模信号为：
uid ui1 ui2
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
共模信号为：
u i1
ui2
uic (ui1 ui2 ) / 2
RB
iE
VEE
总输出电压为：uo Aud uid Aucuic
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
2．电路主要特点
（1）电路结构和参数对称；
VCC
（2）抑制零点漂移， 双端输出时零漂为零， 单端输出时射极电阻RE 的共模负反馈作用，具 有抑制零漂作用；
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
（3）抑制共模信号，双端输出时无共模放 大能力；
A
1．理想运算放大器的特性
Aud , K CMR , rid 都趋向无穷大
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
ro , I IO ,U IO I IB 均为零。 2．运算放大器的工作状态
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．2 集成运算放大器 基本内容和知识点
12．2．1 集成电路的主要特点 相邻元件特性一致性好，用有源器件
代替无源元件，二极管由三极管代替， 但只能制作小电容；
12．2．2 集成运算放大器的典型结构 运放是一种高增益，DC耦合，多级放大 电路。有四部分组成：输入级、中间级、 输出级、偏置电路组成。
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．1 多级放大器
基本内容和知识点 12．1．1 常见的耦合方式
直接耦合：DC耦合信号，低频响应好， 但要各级电位配合，存在零点漂移问 题； 阻容耦合：各级静态工作点独立，容 易调试，低频响应差； 变压器耦合：各级静态工作点独立， 阻抗匹配，低频响应差；
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
12．1．2 多级放大电路的计算 （1）电压放大倍数
Au Au1 Au2 Au3 .... Aun
（2）输入电阻：第一级的输入电阻Ri1; （3）输出电阻：为输出级的输出电阻Ron;
计算时，应注意各级间的相互影响， 后一级的输入电阻为前级的负载，前级 的输出电阻为后级的信号源内阻。
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
ห้องสมุดไป่ตู้
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
(a)差模电压放大数
双端输出
Aud
RC //(RL / 2)
RB rbe
单端输出
Aud
1 (RC // RL )
2 RB rbe
VCC
(b)输入电阻
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
输入
输入级
中间级
输出级 输出
偏置电路
输入级：输入电阻高，失调和零漂小→ 通常为差分放大电路； 中间级:电压放大倍数大→共射放大电路； 输出级:输出电阻小，负载能力强→互补 推挽乙类放大电路； 偏置电路:为各级提供稳定的偏置电流→ 电流源电路；
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
单端输出时
Auc
RB
rbe
RC
2(1
)RE
(b)共模输入电阻
Ric RB rbe 2(1 )RE
VCC
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
u i1
ui2
RB
iE
VEE
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
（3）共模抑制比KCMR KCMR=|Aud/Auc| 该数值越大越好
Rid 2(RB rbe )
RC
RC
u0
RB iC1
u01 u02
iC 2 RB
T1
T2
(c)输出电阻：
u i1
双端输出时 RO 2RC
ui2
RB
iE
VEE
单端输出时 RO RC
第12章 线性集成运算放大器和运算电路
（2）小信号共模特性
此时RE为两倍计算
(a)共模电压放大数：双端输出时
Auc 0