差动放大器与集成运算放大器

11.2.1直接耦合电路
+EC
建立静态工作点 R1
CR1 2
RC
C2
T
u i
RL
u o
因为电容的隔直作用以及低频时容抗加大，所以阻 容耦合只适用于放大频率较高的交流信号。
对于直流信号和低频信号，阻容耦合已不适用，必 须采用直接耦合方式。
能够放大直流信号（包括慢变信号和低频信号）的 放大器称为直流放大器。
uo= uC1 - uC2=- uC1- uC2 =- 2 uC1
差模电压放大倍数
Ad
=
uo ui1 -ui2
=
uo 2ui1
(很大，>1)
5.共模抑制比(CMRR)的定义 CMRR — Common Mode Rejection Ratio
CMRR=20 log
Ad AC
db(分贝)
例: Ad=-200 Ac=0.1 CMRR=20 log (-200)/0.1 =66 db
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对差模信号相当于开路
ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2
ie1 = - ie2 IE不变
放大倍数
+UCC（+15V）
R C
T1 u
i1
u o
R C
T2
RE
uo= uC1 - uC2
u i2
-UEE （-15V）
(1)共模信号输入 ui1 = ui2
共模电压放大倍数 AC =
uo ui1
(2)差模信号输入ui1 =- ui2
差模电压放大倍数
Ad
=
uo ui1 -ui2
=
–
RC rbe
放大倍数
直接耦合放大器的级联
R 1
R
2
R C1 T1
u i
+U
R
CC
C2
T2
u
o
R E2
问题:
1.前后级Q点相互影响。（须增加RE2）
2.零点漂移:前一级的温漂将作为后一级的输 入信号，被一级级放大，导致后级饱和或截 止。（须增加两级之间的直流负反馈）
11.2.2基本型差动放大器
1.结构: 对称性结构
uo= uC1 - uC2
11.2.3 双电源长尾式差放
1.结构:
R 1
R B
uo= uC1 - uC2
u R
C uC1
o
uC2
R C
T1
T2
+UCC(+15V)
R 1 R B
u i1 特点：
u
i2
RE -UEE （-15V）
加入射极电阻RE 加入负电源- UEE ，采用正负双电源供电
2.双电源长尾式差放中双电源和射极电阻RE的作用
结论:当两输 入端有任意输 入时,相当于共 模输入和差模 输入共存
放大倍数
+UCC（+15V）
R C
u o
R C
uo= uC1 - uC2
uC + uudi1
T1
T2
RE
uui2C - ud
-UEE （-15V）
只考虑共模输入时: uoC= ACuC
只考虑差模输入时: uod= Ad(2ud)
uC = ui1 + ui2
共模电压放大倍数 AC =
uo ui1
（很小，<1)
4.差模电压放大倍数Ad
+UCC
R 1
R C
uC1
u o
uC2
R C
R 1
R
R
B
T1
T2
B
u
u
i1
i2
当ui1 =- ui2（大小相等，极性相反），差模输入信号 设ui1 ,ui2 , 使uC1 ,uC2 。设uC1 =uC1 - uC1 ,
uC2 =uC2 + uC2 。因ui1 = -ui2， uC1 = uC2
双电源的作用：
（1）使信号变化幅度加大。
（2）IB1、IB2由负电源-UEE提供，可以取消R1和RB 四个电阻，且使基极的直流静态电位=0
+UCC（+15V）
R C
u
R
o
C
T1
T2
u
i1
u
i2
RE
-UEE （-15V）
双电源长尾式差放中双电源和射极电阻RE的作用 射极电阻RE的作用：
（1）直流负反馈，稳定静态工作点
R 1
u R
C uC1
o
uC2
R C
R
B
T1
T2
u
i1
+UCC
R 1 R B
u
i2
+UCC
R 1
R C
uC1
u o
uC2
R C
R 1
R
R
B
T1
T2
B
对称性
u
u
i1
i2
2.优点：抑制温漂 原理如下:
当ui1 = ui2 = 0 时， uC1 = uC2 uo= uC1 - uC2 = 0 当温度变化时： uC1 = uC2 uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0
2
ud
=
ui1 - ui2 2
总输出: uo= uoC + uod = ACuC + Ad(2ud) Ad(2ud)
= Ad(2
ui1 - ui2 2
)= Ad (ui1 - ui2)
放大倍数
+UCC（+15V）
R
反相输入端
C
u o
R C
uo= uC1 - uC2
u-
u i1
T1
T2
RE
同相输入端
u i2
u_+
-UEE （-15V）
总输出: uo= Ad (ui1 - ui2)
3.共模电压放大倍数AC
+UCC
R 1
R C
uC1
u o
uC2
R C
R 1
uo= uC1 - uC2
R
R
B
T1
T2
B
u
u
i1
i2
当ui1 = ui2（大小相等，极性相同），共模输入信号
设ui1 ， ui2 ，使uC1 ， uC2 。因ui1 = ui2， uC1 = uC2
uo= 0 (理想化)。但因两侧不完全对称， uo 0
+UCC
R
C
T1
u
R
C
o
T2
T °C
IC1 IC2
RE
-UEE
IE =IE1+IE2
IC1 IC2
IB1 、IB2
UE =IERE+（-UEE）
UBE1 、UBE2
射极电阻RE的作用：
+UCC（+15V） 结论：
R C
u o
R C
T1
T2
u
i1
IE RE
IE具有恒 流特性
用恒流源代
第16章 基本放大电路
16.8 差动放大器
第17章集成运算放大器
17.1 概述
17.2 集成运放的开环和闭环
第16章 基本放大电路 16.8 差动放大电路
16.8.1直接耦合放大电路 16.8.2 基本型差动放大器 16.8.3 双电源长尾式差动放大器 16.8.4 恒流源式差动放大器 16.8.5 差动电路的几种接法
+UCC（+15V）
R C
u o
R C
uo= uC1 - uC2
uC + uudi1
T1
T2
Baidu Nhomakorabea
RE
uui2C - ud
-UEE （-15V）
(3) 如果ui1 ui2
差模分量: 分解
共模分量:
ud
=
ui1 - ui2 2
uC = ui1 + ui2
2
叠加
ui1 = uC + ud ui2 = uC - ud