长尾式差分电路集成运放剖析

2. 如何抑制零点漂移？
(1)基本差分放大电路 抑制共模信号，放大差模信号
(2)长尾式差分放大电路
Re作用：①稳定Q点，②抑制共模信 号(零漂)，③对差模信号无影响
(3)恒流源差分放大电路
3. 为什么说抑制共模信号能力的大小反映了抑
制零点漂移的水平？
+UCC
RB2
静态时，
RB1
ui1 = ui2 = 0
(3) 集成电路的类型
按元器件密集程度分：小规模、中规模、大规模、 超大规模。 按功能分：数字集成电路、模拟集成电路、混合 集成电路。 模拟集成电路分为线性电路和非线性电路。
线性集成电路:输出对于输入信号的变化成线性关系. 例如，直流放大器,差分放大器,运算放大器
3 集成运算放大电路
(1) 运算放大器
(Rc
2(Rs
// RL ) rbe )
ri 2( Rs rbe )
ro RC C2输出，Aud为正
RS
RC c
RL
+ uo
+b
–
e
ui1
RE
–
EE
RC +UCC RS +
ui2
–
RS b
c ic
+
+
ib
uid
rbe βib e
RC RL uo –
– RS rbe βib RC
ib
b c ic
Aud
(Rc
2(Rs
// RL ) rbe )
Auc
-
(Rc // RL ) 2RE
输入电阻 ri
ri 2( Rs rbe )
输出电阻 ro
ro 2 RC
ro RC
4.3 集成运算放大电路
2 集成电路(IC)简介
将各种元器件和连接导线等集成在一块小的 硅片上,构成一个具有某种特定功能的器件。
一种高放大倍数的直接耦合放大器。最早应用 于模拟计算机中完成数字运算功能，故被称为运算 放大器。
(2)集成运算放大器 简称集成运放
把整个运算放大器制作在很小的硅芯片上，就 是集成运算放大器。
集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输 出电阻的多级直接耦合放大电路。
(3) 集成运算放大电路的组成
① 输入级： 要求输入电阻高、零漂小、共模抑制比高，常采用
(4)单入-单出
电压放大倍数是 双出的一半。
Aud
(Rc
2(Rs
// RL ) rbe )
iC RS
+ u–i
ib
RC
uo
RL
RE
RC -UCC
+UCC iC
RS
ib
如果从T2集电极输出，则输出电压与输入电压 同相。 (C2输出，Aud为正)
ri 2( Rs rbe ) ro RC
共模抑制比
e
RL/2
ri 2( Rs rbe )
uo
ro 2 RC
rbe
–
RS
ib2 Rc
RL/2
–
ib2
b2
c2
ic2
Auc 0
(2)单入-双出
单端输入时， 仍是一个三极管的 电流增大，另一个 管减小。
iC RS
+ u–i
ib
RC uoRC iC
RL/2 RL/2
+UCC RS
ib
RE
-UCC
长尾电阻引入的共模负反馈阻止ic1和ic2同时
(3)双入-单出
(输入共模信号)
流过RE的电流是2ie， +
RS
RC c RL
b
+ uo –
等效于2RE的电阻， 流过ie的电流
ui1
e RE
–
EE
RC +UCC RS +
ui2
–
+ +
uic
uo
–
–
Auc
ib (Rc // RL ) ib[Rs rbe 2(1 )RE
]
- (Rc // RL ) 2RE
ui1
RC T1
T
IC
IE
IC
Fra Baidu bibliotek
IB
uo
RC
T2
Re –UEE
UE
UBE
+UCC Rs
ui2
1 长尾式差分放大电路动态分析
(1)双入-双出
输入输出均不接地 输入差模信号
+
RS1
RC + uo – RC
T1
RL
RW
T2
+UCC RS2
+
ui1
RE
ui2
–
EE
–
RS
iC
+
RC uoRC
–
iC
RL/2 RL/2
RS
+ ui1
ib
–
RE
ib
+ ui2
–
差模信号在RE上 的压降为零，相
当于接地
ic
RS
RC
c1
+
uo –
RL/2 RL/2
RC
c2
ic
RS
+
b1
b2
ui ib –
e ib
ib1 b1 c1 ic1
+
+ ui
RS
rbe
ib1 Rc
e
RL/2
uo
–
rbe
RS
ib2 Rc
RL/2
–
ib2
b2
c2
ic2
(1) 集成电路中元器件的特点
• 虽然精度不是很高，受温度影响也比较大，但由于 是处在同一硅片上，距离非常接近，因此对称性比 较好，适合构成差分放大电路
• 电阻一般在几十欧至几十千欧、太高或太低都不易 制造
• 电感难于制造,电容一般不超过200pF,大电容不易制造
(2) 集成电路的优点
体积小、重量轻、安装方便、功耗小、工作可靠
+ ui1
RC + uo – RC
T1
T2
RB2
RB1 + ui2
uo= 0
–
–
温度升高ICUC (两管变化量相等) uo仍为 0 这是差分放大电路对温漂的抑制作用
输入共模信号ICUC
(两管变化量相等) uo仍为0， Auc=0
对共模信号无放大能力——抑制作用
4. RE的作用?
①稳定Q点 ②抑制共模信号(零漂) Rs ③对差模信号无影响
ic
RS
RC
c1
+
uo –
RL/2 RL/2
RC
c2
ic
RS
+
b1
b2
ui ib –
e ib
ib1 b1 c1 ic1
ui 2( Rs rbe )ib
uo
-2( Rc
//
R L
/
2)ic
-2
( Rc
//
R L
/ 2)ib R
Aud
(Rc //
L
2
Rs rbe
)
+
+ ui
RS
rbe
ib1 Rc
增大或减小，故共模负反馈足够强时，可认为ic1
和ic2之和基本不变，即ic1增加的量与 ic2减小的量
基本相等。
所以……
R
Aud
(Rc //
L
2
Rs rbe
)
ri 2( Rs rbe )
ro 2 RC
(3)双入-单出
(输入差模信号)
只从一个集电极
取出电压，电压
放大倍数是双出 的一半。
Aud
KCMRR
Aud Auc
K CMRR
20lg
Aud Auc
(dB)
对数表示的共模抑制比称为增益
共模抑制比是衡量放大电路抑制零 点漂移能力的重要指标。
掌握双入双出、双入单出电路的动态指标
差模电压放大倍数 Aud
R
Aud
(Rc //
L
2
Rs rbe
)
共模电压放大倍数 Auc
Auc 0
共模抑制比 KCMRR
4.2 直流放大电路
1 长尾式差分放大电路 动态分析
4.3 集成运算放大电路
2 集成电路简介 3 集成运算放大电路 4 集成运放的性能指标 5 理想集成运算放大器
复习
直流放大电路
1. 如何使各级放大器有合适的静态工作点？
(1)简单直接耦合 (2)加射极电阻
(3)加稳压管
(4)用辅助电源 (5)NPN、PNP配合使用