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1、海南风光第23讲11.2 差动放大器第11章 基本放大电路12.1 概述12.2 集成运放的开环和闭环第12章集成运算放大器 11.2 差动放大电路11.2.1直接耦合放大电路11.2.2 基本型差动放大器11.2.3 双电源长尾式差动放大器11.2.4 恒流源式差动放大器11.2.5 差动电路的几种接法 第11章 基本放大电路11.2.1直接耦合电路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。R1+ECRC C1C2TRLuiuoR2能够放大直流信号（包括慢变信号和低频信号）的 放大器称
2、为直流放大器。建立静态工作点+UCCuoRC2T21.前后级Q点相互影响。（须增加RE2）问题:uiRC1R1T1R2RE22.零点漂移: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）直接耦合放大器的级联1.结构:对称性结构11.2.2基本型差动放大器+UCCRCR1T2RBuoRCR1T1RBui2ui1uo= uC1 - uC2 uC1uC22.优点：抑制温漂 原理如下:uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0当ui1 = ui2 = 0 时，当温度变化时：对称性uC1
3、 = uC2 uC1 = uC2+UCCRCR1T2RBuoRCR1T1RBui2ui1uC1uC23.共模电压放大倍数ACuo= uC1 - uC2 +UCCRCR1T2RBuoRCR1T1RBui2ui1uC1uC2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共模电压放大倍数 AC=uo ui1（很小，1)设ui1 ,ui2 , 使uC1 ,uC2 。设uC1 =uC1 - uC1 , uC2 =uC2 + uC2 。因ui1 =
4、-ui2， uC1 = uC2 uo= uC1 - uC2=- uC1- uC2 =- 2 uC1 差模电压放大倍数 Ad=uo ui1 -ui2=uo 2ui1 5.共模抑制比(CMRR)的定义CMRR=20 log db(分贝) ACAd例: Ad=-200Ac=0.1CMRR=20 log (-200)/0.1 =66 dbCMRR Common Mode Rejection Ratio 1.结构:11.2.3 双电源长尾式差放特点：加入射极电阻RE加入负电源- UEE ，采用正负双电源供电+UCC(+15V)RCR1T2RBuoRCR1T1RBui2ui1uo= uC1 - uC2 u
5、C1uC2-UEE （-15V）REui1uo+UCC（+15V）RCT1RCui2T2-UEE （-15V）RE2.双电源长尾式差放中双电源和射极电阻RE的作用双电源的作用：（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：T CIC1 IC2 IE =IE1+IE2UE =IERE+（-UEE ）UBE1 、UBE2 IB1 、IB2 IC1 IC2 uo+UCCRCT1RCT2-UEERE（1）直流负反馈，稳定静态工作点射极电阻RE的作用：（2） R
6、E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ui1uo+UCC（+15V）RCT1RCui2T2-UEE （-15V）REIEui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IE不变 结论：IE具有恒 流特性用恒流源代 替RE ，可使 电路进一步 改善放大倍数(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 =- ui2ui1uo+UCC（+15V）RCT1RCui2T2-UEE （-15V）REuo= uC1 - uC2差
7、模电压放大倍数 Ad=uo ui1 -ui2= RC rbe 放大倍数ui1uo+UCC（+15V）RCT1RCui2T2-UEE （-15V）REuo= uC1 - uC2(3) 如果ui1 ui2 ud差模分量:2ui1 - ui2=共模分量:uC 2ui1 + ui2 = ui1 = uC + ud ui2 = uC - ud叠加分解uC + uduC - ud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ui1uo+UCC（+15V）RCT1RCui2T2-UEE （-15V）REuo= uC1 - uC2uC + uduC - ud只考虑共模输入时: uo
8、C= ACuC只考虑差模输入时: uod= Ad(2ud)总输出: uo= uoC + uod = ACuC + Ad(2ud) Ad(2ud)= Ad(2 )= Ad (ui1 - ui2)2ui1 - ui2ud2ui1 - ui2=uC 2ui1 + ui2 =ui1uo+UCC（+15V）RCT1RCui2T2-UEE （-15V）REuo= uC1 - uC2总输出: uo= Ad (ui1 - ui2)反相输入端u-同相输入端u_+放大倍数单端输入: 当 ui2=0时, 双端输入uo= Ad ui111.2.4 恒流源式差放电路 电路结构:R2T3R1R3-UEEIC3+UCCui
9、2uoERCT1RCT2ui1电路特点： IC3具有恒流特性抑制温漂的原理T CIC1 IC2 IC1+IC2 =IC3 =IE3 UBE3 =UB3-UE3R2T3R1R3-UEEIC3+UCCui2uoERCT1RCT2 ui1IE3R2 R1+R2 （UCC-UEE ）+（-UEE ）UB3=认为稳定UE3 =IE3R3-UEEIC3 结论：IC3保持恒流，对共模 信号抑制，对差模信号相当 于短路加入温度补偿三极管T4（BC短接，相当于二极管 ）R2T3R1R3-UEEIC3+UCCui2uoEB2RCT1RCT2ui1IE3IE4T CIE3 IE4(UCC+UEE- UBE4)/(R
10、1+R2) 恒定T CUBE4 iBuBET CIE4恒定UBE4减小T4UBE4 UB3 IE3 结论:T4 稳定IE3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。恒流源的作用R2T3R1R3-UEE+UCCui2ERC1T1RC1T2ui1T4T1T2RC2RC2RE2单端输出 , 至下一级双端输出双端输入如单端输出,此RC2可去消11.2.5 差放电路的几种接法接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。第12章 集成运算放大器12.1 概述12.2 集成运放的
11、开环和闭环12.1 集成运算放大器概述结构（1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。（2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小 输入电流，增加输入电阻。（3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功 率放大，提高带负载的能力。IC=IC1+ IC2= 1 IB + 2(1+ 1 ) IB= 1 + 2(1+ 1 ) IBR2T3R1R3-UEE+UCCui2uoERCT1RCT2ui1T4为减小IB, 提高输入电阻,T1、T2采用复合三极管= IC / IB= 1 + 2(1+ 1 ) 1 2 ICIBIE1 2IC1IC2IB2IE2T5T6RC3RE2RLRC4
12、RE3T7T9T8T4R2R1T3R3RC1T1RC2T2-+RE4RE5T11T10+UCC-UEE集成运放内部结构（举例）第1级：差动放大器第2级：差动放大器第3级：单管放大器第4级：互补对 称射极跟随器极性判断uu+ uo集成运算放大器符号反相输入端 u同相输入端 u+ 输出端 uo美国符号 ：国内符号 ：集成运算放大器的技术指标(1) 开环差模电压放大倍数(开环增益)大Ao(Ad)=uo/(u+-u-)=105-107倍;(2) 共模抑制比高 CMRR=100db以上;(3) 输入电阻大 ri1M, 有的可达100M以上;(4) 输出电阻小ro =几-几十理想运放：5.1 集成运算放大器的分析方法理想化Ao = CMRR= ri = ro = 0uo =Ao (u+ u) Ao u+ u0u+ u uo uu+ ib-ib+u+ =uib-= ib+ =0 ri ib- 0ib+ 0集成运算放大器的分析方法输出电压变化范围:最大+UCC -UEE集成运算放大器的分析方法:放大倍数与负载无关，uo uu+ ib-ib+RL因为ro = 0所以放大倍数与负 载无关，放大倍 数可以独立计算 。ro运放线 性运用信号的放大、运算恒压源、恒流源电路有源滤波电路在运放的线性应用中，运放的输出与 输入之间加负反馈，使运放工作于线性状 态。
