1、5模拟集成电路模拟集成电路(2)画简化的H参数小信号等效电路：（1）什么是零点漂移）什么是零点漂移在直接耦合放大电路中，输出电压偏离其初始值的现象称为零点漂移。2.2.零点漂移零点漂移 放大器级数越多，放大倍数越大。输出端漂移现象越严重。第一级的零漂影响最大。ui Au=20 U01=10mv Au=20 U02=210mv Au=20 U01=4.21v uot0有时会将信号淹没三、直接耦合放大器的特点三、直接耦合放大器的特点（3）产生零漂的原因）产生零漂的原因温度的变化最主要。电流电压的波动。电路元件参数的变化。（4）减少零漂的措施）减少零漂的措施可以采用差分放大电路。（2）怎样衡量零点漂
2、移的大小：）怎样衡量零点漂移的大小：漂移电压折算到输入端放大器的电压放大倍数输出电压的漂移值等效漂移电压 2.2.零点漂移零点漂移 三、直接耦合放大器的特点三、直接耦合放大器的特点作用：作用：向各级放大器提供合适的偏置电流，决定各级的Q点。要求：要求：工作电流为微安级，而且要比较稳定。为此，要求用不太大的电阻来实现小电流的电路。电流源的特点：电流源的特点：直流电阻小，交流电阻大。作有源负载四、四、电流源电流源 6.1 模拟集成电路中的模拟集成电路中的直流偏置技术直流偏置技术6.1.1 BJT电流源电路电流源电路6.1.2 FET电流源电流源1.镜像电流源镜像电流源2.微电流源微电流源3.高输出
3、阻抗电流源高输出阻抗电流源4.组合电流源组合电流源1.MOSFET镜像电流源镜像电流源2.MOSFET多路电流源多路电流源3.JFET电流源电流源6.1.1 BJT电流源电路电流源电路1.镜像电流源镜像电流源BE1BE2=VVE1E2=IIC1C2=IIT T1 1、T T2 2的参数全同的参数全同 即即12，ICEO1ICEO2 当当BJT的的较大时，基极电流较大时，基极电流IB可以忽略可以忽略 IoIC2IREF RVVRVVVEECCEEBECC)(代表符号代表符号IR基准电流Io提供给其他放大级的偏置电流T1、T2具有良好的对称性。6.1.1 BJT电流源电路电流源电路1.镜像电流源镜
4、像电流源动态电阻动态电阻 2B12CE2Co)(Ivir 一般一般ro在几百千欧以上在几百千欧以上ce r T3IC3UBE1=UBE2 IC2=IC1=IR2IB=IR2IC1/21IRI0=IC2=RERUEC2BEC当1时 I0IR=特点：IR选定后，I0随之确定镜像恒流源；I0受电源EC变化的影响较大；/31IIR3C解得解得要得到较小的电流，就需要较大的电阻R，故此电路适用于工作电流I0较大的场合（毫安级）；多路镜像恒流源电路 IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB16.1.1 BJT电流源电路电流源电路1.镜像电流源镜像电流源6.1.1 BJT电流源电路电流源电路2.微电
5、流源微电流源e2BE2BE1RVV E2C2OIII e2BERV 由于由于很小，很小，BEV 所以所以IC2也很小。也很小。rorce2（1 ）e2be2e2RrR （参考射极偏置共射放大电路的输出电阻（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻 ）oR 代入上式得代入上式得IE21212(lnln)EETSSIIUII/(1)BETBETUUUUESSIIeI e由lnEBETSIUUI得由图：IE2Re=UBE1UBE2 IS1IS2 IE1IC1 IR IE2IC2I02lnREeoeToIIRI RUI（当IR、Re确定时，I0确定）IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB1Re6.
6、1.1 BJT电流源电路电流源电路2.微电流源微电流源3、比例电流源电路、比例电流源电路 2.3ln2.3RoII则122112lnEEETEIIRI RUIlnEBETSIUUI前面已知由图知：UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2 则：IE2R2=IE1R1+UBE1UBE2即 I0IE2 IE1IC1=IRIB1IB2IR122lnTRoRoRUIIIRRI11010RoII如果20lnTRUIRI可忽略12oRRIIR代入上式得代入上式得IRIo=IC2+ECT2T1R2IBIB2IB1IE2R2IE1R16.1.1 BJT电流源电路电流源电路4、多路输出恒流源举例：、多路输出恒流
7、源举例：因电流源输出的工作电流与基准电流IR的比值可通过改变Re来控制，这样可以设置一个公共的基准电流，使各级电流源有不同的数值输出。+ECRIR=500A10A50A489.5AIC1 489.5A10.5AT1T25A0.1A10.2k0.5A1.2k4.9A6.1.1 BJT电流源电路电流源电路A1和和A3分别是分别是T1和和T3的相对结面积的相对结面积 动态输出电阻动态输出电阻ro远比微电流源的动态输出电阻为高远比微电流源的动态输出电阻为高6.1.1 BJT电流源电路电流源电路5.高输出阻抗电流源高输出阻抗电流源RVVVVIEEBE23BECCREF REF13C2oIAAII 6.1
8、.1 BJT电流源电路电流源电路6.组合电流源组合电流源T1、R1 和和T4支路产生基准电流支路产生基准电流IREF1EB4BE1EECCREFRVVVVI T1和和T2、T4和和T5构成镜像电流源构成镜像电流源T1和和T3，T4和和T6构成了微电流源构成了微电流源6.1.2 FET电流源电流源1.MOSFET镜像电流源镜像电流源当器件具有不同的宽长比时当器件具有不同的宽长比时RVVVIIIGSSSDDREFD2O REF1122O/ILWLWI （=0=0）ro=rds2 MOSFET基本镜像电路流基本镜像电路流 6.1.2 FET电流源电流源1.MOSFET镜像电流源镜像电流源2T2GS2
9、2n2T2GS22n2D2)()()/(VVKVVKLWI 用用T3代替代替R，T1T3特性相同，特性相同，且工作在放大区，当且工作在放大区，当=0时时，输出，输出电流为电流为 常用的镜像电流源常用的镜像电流源 6.1.2 FET电流源电流源2.MOSFET多路电流源多路电流源REF1122D2/ILWLWI REF1133D3/ILWLWI REF1144D4/ILWLWI 2T0GS0n0D0REF)(VVKII 6.1.2 FET电流源电流源3.JFET电流源电流源(a)电路电路 (b)输出特性输出特性 6.2 差分式放大电路差分式放大电路6.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电
10、路的一般结构6.2.2 射极耦合差分式放大电路射极耦合差分式放大电路6.2.3 源极耦合差分式放大电路源极耦合差分式放大电路一、基本电路一、基本电路 特点：特点：结构对称。结构对称。ui2二、工作原理二、工作原理 1、工作原理工作原理当ui=0时，ui1=ui2=0，一方面uo1=uo2=0，另一方面UC1=UC2，可见，在电路完全对称的情况下，输入信号为零时，输出信号也为零。当ui0时，ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo2 ui1=-ui2，则uo1=-uo2，同时UC1=UC2，则输出信号uo=uo1-uo2=2uo1，即输入信号不为零时，输出信号也不为零。两管的集电极
11、电压的变化，是大小相等，方向相反，当负载接在两管的集电极之间时，负载两端的输出电压是两管集电极的电位差，而不是相互抵消。差分式放大电路差分式放大电路 ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1二、工作原理二、工作原理 2、放大倍数：放大倍数：即这种电路的电压放大倍数与单管放大器的电压放大倍数相同。2(/)LCLRRR iesLuhRRA22iegLuioioiiooiouhRRAUUUUUUUUUUA11111212122总的电压放大倍数：RL RL/23、共模信号与差模信号、共模信号与差模信号共模(common mode)信号uc：两信号的幅值相等，位相相同，频率相同。u
12、i2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1 由于电路完全对称，当温度变化时，两管的零漂总是一样的，这相当于在两管的输入端加了一个共模信号，uic1=uic2，则uoc=Auuic=Au(uic1-uic2)=0差分放大器可以完全抑制共模信号。差模(differential mode)信号ud：两信号的幅值相等，位相相反，频率相同。4、对零点漂移的抑制、对零点漂移的抑制二、工作原理二、工作原理 5、共模抑制比共模抑制比（Common-Mode Rejection Ratio)ui2ui1uoRCR1RsRCR1Rs+ECuiuo1uo1 对理想的差动放大器：CMRR=一般的差动
13、放大器：CMRR=60dB（左右）差分放大电路能有效地放大差模信号，而对共模信号有很强的抑制能力。这是它的主要优点。差模放大倍数越大，共模放大倍数越小，即对共模信号的抑制能力越强，说明放大器的性能越好。)dB(AAlg20AACMRRucuducud二、工作原理二、工作原理 6.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构1.用三端器件组成的差分式放大电路用三端器件组成的差分式放大电路6.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构2.有关概念有关概念i2i1id=vvv 差模信号差模信号)(21=i2i1icvvv 共模信号共模信号idod=vvv A差模电压增益差模
14、电压增益icoc=vvv A共模电压增益共模电压增益icciddooo =vvvvvvvAA 总输出电压总输出电压其中其中ov 差模信号产生的输出差模信号产生的输出ov 共模信号产生的输出共模信号产生的输出共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指标反映抑制零漂能力的指标cdCMR=vvAAK6.2.1 差分式放大电路的一般结构差分式放大电路的一般结构2.有关概念有关概念根据根据2=idici1vvv 2=idici2vvv i2i1id=vvv)(21=i2i1icvvv 有有 共模信号相当于两个输入共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分端信号中相同的部分 差模信号相当于两个输入差模信号相当
15、于两个输入端信号中不同的部分端信号中不同的部分 两输入端中的共模信号两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。号大小相等，相位相反。1、结构、结构为了使左右平衡，可设为了使左右平衡，可设置调零电位器置调零电位器:uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2REUEE典型电路分析典型电路分析长尾电路长尾电路 2、RE的作用的作用 设ui1=ui2=0抑制温度漂移，稳定静态工作点。温度温度TIC IE =2IC UE UBEIB IC RE对差模信号没有反馈作用。ui1 ui2 ib1,ic1 ib2 ,ic2 ic1 =-ic2iRE=ie
16、1+ie2=0uRE =0RE对差模信号不起作用对差模信号不起作用(1)差模输入差模输入均压器均压器diiuuu211diiuuu212RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsREUCC4、放大倍数的计算、放大倍数的计算 典型电路分析典型电路分析RL/2WP/2RCRs)1(WhR)2R/R(AP21iesLcud(1)差模输入差模输入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsREUCC)1(WhR)2R/R(AP21iesLcud110022iddiddudUUUUA双)1()2/(21PiesLcWhRRR双单udiddiddudAUUUUA2121100在双端输出时：在单端输出时：
17、4、放大倍数的计算、放大倍数的计算 典型电路分析典型电路分析(1)差模输入差模输入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsREUCC)1(WhR)2R/R(AP21iesLcud说明：差分电路的差模电压放大倍数与对应的单管放大器相等。选择较大的负载电阻和较高的管子，可以获得较大的放大倍数。WP对差模信号有负反馈作用，故不能太大。单端输出的Aud是双端输出的Aud的一半。4、放大倍数的计算、放大倍数的计算 典型电路分析典型电路分析(2)共模输入共模输入uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2REUEERW/22RERCRs说明：Auc在单端输出的情况下与对应的单管放大器相等，但很小。
18、在双端输出时，由于电路的对称性，使Auc=0。因为零漂信号就是共模信号，故电路对零漂有抑制作用。1ic1c0ucUUAecP21eiescR2R)1)(WR2(hRRucicocicocucAUUUUA11单在单端输出时：4、放大倍数的计算、放大倍数的计算 典型电路分析典型电路分析(1)差模输入差模输入RRuoui+UCCRCT1RsRCT2RsREUCC5、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻 RL/2WP/2RCRs)1(2)1(222112111piesbpiesbbiiiidWhRiWhRiIUIURcoRR2两输入端之间的电阻 典型电路分析典型电路分析(2)共模输入共模输入uoui
19、1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2REUEERW/22RERC2Rs每个输入端对地的电阻 )2(12111PeiesiciCicWRhRIURcoRR25、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻 典型电路分析典型电路分析uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2REUEE6、四种接法、四种接法21212112BEBEBEBEeBETREBEiUUUURUUEUUe即较大时，当的基极接地（1）双端输入，双端输出；（2）双端输入，单端输出；（3）单端输入，双端输出；虽是单端输入，但由于Re的负反馈作用，其实际效果等效于双端输入。（4）单端输入，单端输出；典型电路分析典型电路分析差动放大
20、器的改进差动放大器的改进 uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2REUEE采用恒流源的差动放大器采用恒流源的差动放大器 已知Re对共模信号有反馈，对差模信号无反馈，故Re越大越好，但Re太大，必须电源电压很高。例如：设IRe=1mA，当Re=10k时，Ee=10.7V；当Re=100k时，Ee=100.7V。对晶体管的e极和c极之间，具有极高的等效阻抗而压降不大。IC(mA)UCE(v)QIC UCE)10(IUr6CCECE左右很大)10(IUR2CQCEQCE左右很小uoui1+UCCRCT1RsRCT2Rsui2REUEE电路结构电路结构:+EC R1T3uiR2-EeT2R3
21、T1RCWPRCRsRs3e3212eC3e3B3e3E3E3CRER)RR(R)EE(REUREUII由于T3的恒流作用，当为共模信号时，T1、T2的e极电位，将随输入信号变化而变化，但两管的电流IC1、IC2却几乎不变，故UC1、UC2几乎不变。R3是负反馈电阻，提高了恒流源IC3的稳定性和进一步提高恒流源的交流输出电阻。差动放大器的改进差动放大器的改进 采用恒流源的差动放大器采用恒流源的差动放大器 6.2.2 射极耦合差分式放大电路射极耦合差分式放大电路1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理6.2.2 射极耦合差分式放大电路射极耦合差分式放大电路1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理
22、静态静态OCC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)V7.0(c2CCC RIV c2CRIEVIIICB2B1 动态动态仅输入差模信号，仅输入差模信号，i2i1vv和和大小相等，相位相反。大小相等，相位相反。O2O1vv和和大小相等，大小相等，0O2O1o vvv信号被放大。信号被放大。相位相反。相位相反。1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理2.抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波温度变化和电源电压波动，都将使集电极电流产动，都将使集电极电流产生变化。且变化趋势是相生变化。且变化趋势是相同的，同的，其效果相当于在两个其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。输
23、入端加入了共模信号。这一过程类似于分压式射这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程。极偏置电路的温度稳定过程。所以，即使电路处于单端输出所以，即使电路处于单端输出方式时，仍有较强的抑制零漂方式时，仍有较强的抑制零漂能力。能力。2.抑制零点漂移原理抑制零点漂移原理差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用3.主要指标计算主要指标计算（1）差模情况）差模情况 idod=vvvAi2i1o2o1vvvv 接入负载时接入负载时i1o122vv becrR beLcd)21/(=rRRA v以双倍的元器件换以双倍的元器件换取抑制零漂的能力取抑制零漂的能力 双入、双
24、出双入、双出3.主要指标计算主要指标计算（1）差模情况）差模情况 双入、单出双入、单出 ido1d1=vvvAi1o12vvd21vA bec2rR 接入负载时接入负载时beLcd2)/(=rRRA v3.主要指标计算主要指标计算（1）差模情况）差模情况 单端输入单端输入eorr 等效于双端输入等效于双端输入 指标计算与双指标计算与双端输入相同。端输入相同。3.主要指标计算主要指标计算（2）共模情况）共模情况 双端输出双端输出 共模信号的输入使两管共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。集电极电压有相同的变化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocc vvvA共模增益共模增益 单端输
25、出单端输出icoc1c1vvv A抑制零漂能力增强抑制零漂能力增强icoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or c1vA3.主要指标计算主要指标计算（2）共模情况）共模情况（3）共模抑制比）共模抑制比cdCMRvvAAK dB lg20cdCMRvvAAK 双端输出，理想情况双端输出，理想情况 CMRK 单端输出单端输出 CMRKc1d1vvAAbeorr 越越大大，CMRK抑制零漂能力抑制零漂能力 越强越强单端输出时的总输出电压单端输出时的总输出电压)1(idCMRicidd1o1vvvvvKA （4）频率响应）频率响应高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。高频响应与共射电
26、路相同，低频可放大直流信号。4.带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路静态静态 IE6 IREFe6BE6EECCRRVVV E6E5E6IRR IO IE54.带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路差模电压增益差模电压增益（负载开路）（负载开路）0ce4o2ce2o2c2c4 rvrvii0)2(2ce4o2ce2o2beidbeid rvrvrvrv bece4ce2ido2d2)/(rrrvvAv 则则 单端输出的电压增益接近于双端输出的电压增益单端输出的电压增益接近于双端输出的电压增益 4.带有源负载的射极耦合差分式放大电路带
27、有源负载的射极耦合差分式放大电路差模输入电阻差模输入电阻 Rid2rbece4ce2o/rrR 输出电阻输出电阻4.带有源负载的射极耦合差分式放大电路带有源负载的射极耦合差分式放大电路共模输入电阻共模输入电阻 Ric1/2rbe2(1)ro56.2.3 源极耦合差分式放大电路源极耦合差分式放大电路CMOS差分式放大电路差分式放大电路单端输出差模电压增益单端输出差模电压增益vo2(id4-id2)(ro2/ro4)gm vid（ro2/ro4）)2(2idmidmvvgg (ro2/ro4)ido2dvvv A gm(ro2/ro4)与双端输出相同与双端输出相同6.3 差分式放大电路的传输特性差
28、分式放大电路的传输特性前面讨论了差分式放大电路在小信号前面讨论了差分式放大电路在小信号线性工作状态下的放大作用。当信号线性工作状态下的放大作用。当信号较大时，输入输出的关系可通过传输较大时，输入输出的关系可通过传输特性曲线来描述。下面以右图所示电特性曲线来描述。下面以右图所示电路为例进行讨论。路为例进行讨论。传输特性就是放大电路输出电流传输特性就是放大电路输出电流（或电压）与差模输入电压（或电压）与差模输入电压vid的函数的函数关系。它可以用关系。它可以用BJT的的be结值电压结值电压vBE与发射极电流与发射极电流IE的基本关系求出。的基本关系求出。由由PN结的伏安特性可知：结的伏安特性可知：
29、所以可以作出如下图形：所以可以作出如下图形：又因为又因为由以上各式可解得：由以上各式可解得：6.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性6.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性6.3 差分式放大电路的传输特性差分式放大电路的传输特性6.4 集成运算放大器集成运算放大器一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 1、差动输入级、差动输入级（1）对输入级的要求零点漂移要尽量小，输入电阻要高，基极偏置电流要小，并且有较高的增益。（2）采用普通差动放大器的输入级优点：结构简单，容易对称，因而漂移较小。缺点：输入阻抗低（50300k），电压放大倍数不高（
30、30100）。（3）采用共集共基差动放大器 6.4 集成运算放大器集成运算放大器1、差动输入级、差动输入级（3）采用共集共基差动放大器 由两级放大电路组成，第一级由较高的NPN型管T1、T2组成共集电极放大器，T3、T4为其负载，I0为本级集电极恒流源。IOu+u-T1T2T3T4IouoRC1RC2-EC第二级由较低的横向PNP管T3、T4接成差动放大器，其负载电阻为Rc1、Rc2，Io为本级基极恒流源。一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 1、差动输入级、差动输入级（3）采用共集共基差动放大器 特点：共集电极放大器的输入阻抗高，电流增益大，而共基极放大器的电压增
31、益大，故该电路兼有两者的特点。IOu+u-T1T2T3T4IOuoRC1RC2-EC利用较高的NPN管补偿了较低的PNP管，因此，这种电路输入阻抗高。允许较高的差模输入电压（30V），因为横向的PNP管有很高的反向击穿电压。一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 1、差动输入级、差动输入级（4）采用复合管形成的差动放大电路 优点：因=13=24，使IC在固定的情况下，IB可以大大减小，因而输入电阻可以提高到兆欧级。缺点：两组复合管很难做到对称，因而漂移较大。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+EC一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元
32、电路 1、差动输入级、差动输入级（5）采用超管构成的差动电路 超管的基区比一般管做的更薄，掺杂浓度更低，而e区的掺杂浓度更高，使这种管子在低电流的情况下的值高达10005000。超管T1、T2接成共射差动电路，输出端接到由T3、T4组成的共基极电路，两个RC为T3、T4的集电极负载。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+ECT5T6IO为保护超管，增加了T5、T6组成的电路，使UCE1=-UBE3+UBE5+UBE60.7v以保证超管安全工作，不致损坏。一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 1、差动输入级、差动输入级（5）采用超管构成的差动电路 优点：输入
33、阻抗很大（5兆欧左右），且使因不对称而引起的漂移减小。IOu+u-T1T2T3T4uoRCRC-Ee+ECT5T6IO缺点：因基区过薄，集电结电压略有增大，就会使集电结的耗尽层穿过基区与发射结的耗尽层连在一起，导致三极管失去放大作用，这种现象称为“串通”。在实用电路中常常采用一些措施来保证UCE1v。一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 2、中间级、中间级 主要功能：提供足够大的电压增益；有较高的输入电阻；能够提供较大的输出电流；将输入级的双端输出变为单端输出；实现电位移动。（1）有源负载共射放大电路 用有源元件代替放大器中的RC，可使放大倍数大大提高，而不需增加电
34、源电压。另外应尽可能地提高下一级的输入电阻。有源负载放大器允许电源电压变动的范围较宽。uiuoRC+EC电阻负载IB2uoT1T2+ECui有源负载一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 2、中间级、中间级（2）双端变单端电路 T1、T2组成差动电路，T3、T4为T1、T2的有源负载，当差模信号输入时iC 1(iC 1)，iC2(-iC2)，而IC1=IC3，又T3、T4的 e 结 并 联，所 以：IC4=IC3=IC1，因而输出电流增量 i0=IC4+IC2=2IC1这就把差模电压引起的T1，T2两管集电极电流的增量全部输出给负载，并实现了双端变单端。u0I0uiT
35、4T3T2T1+ECIC4IC2IC3IC1i0-Ee一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 2、中间级、中间级（3）电平移动电路 因为恒流源 rR故：u2u1，U2=U1I0R +U2=U1I0RU1I0u1u2=u1R恒流源电平移动电路 一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 2、中间级（3）电平移动电路 PNP管与NPN管搭配的移动电路 T2T1Re2RC1u0uiEe+ECRC2Re1T1：NPN管作放大用。T2：横向PNP管，既有一定放大又作电平移动。对T1：UCUB，对T2：UCUB只要选得合适，可将T2的UC降到合适。优点：在移
36、动电平的同时，兼有放大作用。缺点：横向PNP管截止频率低，使通频带变窄。一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 I0R1R2T1ui-Ee+ECu0T2T3T4D1D2R3R43、输出级、输出级要求有较大的额定输出电压和电流；较低的输出电阻；有过载保护。互补对称的输出级一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 3、输出级要求有较大的额定输出电压和电流；较低的输出电阻；有过载保护。（1）电阻负载跟随电路 合理选择Re、EC、Ee使得静态时u0=0这种电路的缺点是正、负向跟踪能力不一样缺点：正向输出时，T导通，最大输出电压为：ECUCES负向输出时
37、，T截止，电流经RL、Re流向Ee，最大输出电压T负向正向uiEe+ECRLRe由于一般选用EC=Ee，故正、负半周不对称。eLLeRRRE一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 4、实际电路分析、实际电路分析主要特点采用有源负载，使电压放大倍数很高（十万倍）；放大级数少（采用两级放大），使相位校正十分简便（用一只30PF的电容作校正元件，就能够保证在各种情况下稳定工作）；输入阻抗高，共模抑制比高，有过载保护，功耗低；一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 有源负载共集共基放大器4、实际电路分析、实际电路分析T1uiR11kD1D2u015v
38、+15vT2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T17T16T15T19T18RWR250kR539kR31kR43kR650R74.5kR87.5kR1050R925C+R1，R3给T5，T6引入串联负反馈，进一步提高其交流电阻，使输入级有更高的电压放大倍数。在T5的cb之间插入了由T7和R2组成的共射极跟随器，它起隔离作用，使T5、T3的集电极电流更加接近，进一步提高了T3、T4的集电极电流的对称性。由于采用了PNP管和有源集电极负载，输入级还完成了电平移动和双端变单端的任务。一、集成运算放大器的基本单元电路一、集成运算放大器的基本单元电路 镜像恒流源镜像恒流源主恒流
39、源中间级有源负载共集共基放大器4、实际电路分析、实际电路分析T1uiR11kD1D2u015v+15vT2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T17T16T15T19T18RWR250kR539kR31kR43kR650R74.5kR87.5kR1050R925C+中间级的有源负载IR5基准电流 除了上面分析的主要电路外，还有电容C，它的作用是防止电路产生自激振荡。必须注意，有些产品电容C是接在电路内部的，有些产品电容C应该外接。外接电位器RW是用来调零的(称为调零电位器)，即在加上直流电源后，将两个输入端对地短路，微调RW使输出端电位为零。一、集成运算放大器的基本单元电
40、路一、集成运算放大器的基本单元电路 输出输入相位关系6.4 集成电路运算放大器集成电路运算放大器6.4.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器CMOS MC14573 6.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.1 CMOS MC14573 集成电路运算放大器集成电路运算放大器1.电路结构和工作原理电路结构和工作原理2.电路技术指标的分析计算电路技术指标的分析计算(1)(1)直流分析直流分析REFGS5SSDDREFSG5SSDDoREF RVVVRVVVII 2TGS5P5REF)(VVKI 已知已知VT 和和KP5，可求出，可求出IREF 根据各管子的宽长比根据各管子的宽长比，
41、可求出其它支路电流。，可求出其它支路电流。(2)(2)小信号分析小信号分析2idgs1vv 2idgs2vv 设设 gm1=gm2=gm)/)()/(4o2o2d4d4o2oogs7o2rriirri vv则则)/()/)(2()2(ds4ds2idm4o2oid2mid1mrrgrrggvvv 2.电路技术指标的分析计算电路技术指标的分析计算)/)(4o2o2d1drrii )/(ds4ds2mido21rrgAv vv输入级电压增益输入级电压增益 (2)(2)小信号分析小信号分析2.电路技术指标的分析计算电路技术指标的分析计算总电压增益总电压增益 Av=Av1Av2 Av2=vo/v gs
42、7 =gm7(rds7/rds8)第二级电压增益第二级电压增益 将参数代入计算得将参数代入计算得 Av=40884.8（92.2 dB）6.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器741首先将偏置电路等效为电流源：首先将偏置电路等效为电流源：6.4.2 集成运算放大器集成运算放大器741其次，去掉保护电路：其次，去掉保护电路：6.4.2 集成运算放大器集成运算放大器741再则，将再则，将T18,T19等效为两个二极管，并去掉频率补偿电容等效为两个二极管，并去掉频率补偿电容6.4.2 集成运算放大器集成运算放大器7416.4.2 集成运算放大器集成运算放大器74198 结束语结束语
