第7讲 差分放大电路 互补输出级 集成运放概述

Ri = 2( Rb + rbe ) Ro = Rc
K CMR =
β ( Rc ∥ RL ) Ac = − Rb + rbe + 2(1 + β ) Re Rb + rbe + 2(1 + β ) Re
Rb + rbe
是必要的吗？ 是必要的吗？
2) 单端输入双端输入
在输入信号作用下电位 变化吗？说明什么？ 变化吗？说明什么？
2、差分放大电路的四种接法 、
1) 双端输入单端输出
Q：I EQ、I BQ、I CQ与双端输出时相同。 U CEQ1 ≠ U CEQ2 RL U CQ1 = ⋅VCC − I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc + RL U CQ2 = VCC − I CQ Rc
1 β ( Rc ∥ RL ) 动态：Ad = − ⋅ 2 Rb + rbe
பைடு நூலகம்
例:
若uI1=10mV，uI2=5mV，则 ， ， uId=？ uIc=？ ？ ？
若uI=10mV，则uId=? uIc=? ， 用直流表测u 用直流表测 O ，uO=?
第四章 集成运算放大电路
重点： 一、集成运放的组成及各部分的作用和特点 二、集成运放的电压传输特性 三、集成运放中基本电流源的工作原理 四、集成运放的主要参数及选用
§4.1 概述
一、集成运放的特点
1、直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致 、直接耦合方式， 性采用差分放大电路和电流源电路。 性采用差分放大电路和电流源电路。 2、用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路 、用复杂电路实现高性能的放大电路， 复杂并不增加制作工序。 复杂并不增加制作工序。 3、用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难 、用有源元件替代无源元件， 于制作的大电阻。 于制作的大电阻。 4、采用复合管。 、采用复合管。
3、电路的改进 1) 具有恒流源的差放 、
Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时的 c越小，KCMR 越大，共模负反馈越强，单端输出时的A 越小， 越大，差分放大电路的性能越好。 太大，则不合理。 越大，差分放大电路的性能越好。但Re 太大，则不合理。
I 2 >> I B3，I E 3
R2 ⋅VEE − U BEQ R + R2 ≈ 1 R3
静态时T 均截止， 静态时 1、T2均截止，UB= UE=0
1、互补电路 1) 基本电路 动态 、 ui正半周，电流通路为 正半周， +VCC→T1→RL→地， uo = ui 地 ui负半周，电流通路为 负半周， 地→ RL → T2 → -VCC，uo = ui 两只管子交替工作，两路 两只管子交替工作， 电源交替供电，双向跟随。 电源交替供电，双向跟随。 2) 交越失真 消除失真的方法： 消除失真的方法： 设置合适的静态工 作点。 作点。
二、集成运放电路的组成
为各级放大电路设置合适的静态工作点。 偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采 用电流源电路。 用电流源电路。 前置级，多采用差分放大电路。要求R 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求 i大，Ad大， Ac小，输入端耐压高。 输入端耐压高。 主放大级，多采用共射放大电路。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的 放大能力。 放大能力。 功率级，多采用准互补输出级。要求R 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求 o小，最大 不失真输出电压尽可能大。 不失真输出电压尽可能大。
＋ ＋
2、消除交越失真的互补输出级
对偏置电路的要求： 且动态损失尽可能小。 对偏置电路的要求：有合适的Q点，且动态损失尽可能小。 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通， 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通，那么当 有信号输入时两只管子中至少有一个导通， 有信号输入时两只管子中至少有一个导通，因而消除了交 越失真。 越失真。
静态：U B1B2 = U D1 + U D2 动态：ub1 ≈ ub2 ≈ ui
若I 2＞＞I B，则 U B1B 2 R3＋R4 ≈ ⋅ U BE R4
故称之为U BE 倍增电路
3、准互补输出级
输出管为同类型晶体管。 输出管为同类型晶体管。
四、多级直接耦合放大电路
接法 输入 输出 相位 读图方法：按信号流通顺序将电路“ 化整为零” 读图方法：按信号流通顺序将电路“ 化整为零”，将N级放 级放 大电路分为N个基本放大电路 个基本放大电路。 大电路分为 个基本放大电路。 c b 共射 反相 第一级： 共集 第一级：双端输入单端输出的差放 同相 b e 第二级： 第二级：以复合管为放大管的共射放大电路 e c 同相 第三级： 共基 第三级：准互补输出级
差模输入信号 uId = u I
uI 2 由于输入差模信号的同 时伴随有共模输入信号 ，所以 uI uO = Ad ⋅ uI + Ac ⋅ + U OQ 2 共模输入信号 uIc =
清华大学华成英 hchya@
3) 四种接法的比较 在参数理想对称条件下： 在参数理想对称条件下： 输入方式：双端输入时无共模信号输入， 输入方式：双端输入时无共模信号输入，单端输 入时有共模输入。 与输入方式无关。 入时有共模输入。Ri与输入方式无关。 输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关。 均与之有关。 输出方式： 点
三、集成运放的符号和电压传输特性
在线性区： 是开环差模放大倍数。 在线性区：uO＝Aod(uP－uN)， Aod是开环差模放大倍数。 ， 由于A 高达几十万倍， 由于 od高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(u 的数值仅为几十～ 最大输入电压 P－uN)的数值仅为几十～一百多 。当其大 的数值仅为几十 一百多µV。 于此值时，集成运放的输出不是＋UOM , 就是－UOM，即集成 于此值时，集成运放的输出不是＋ 就是－ 运放工作在非线性区。 运放工作在非线性区。
2)加调零电位器 加调零电位器
取值大些？小些？ 取值大些？小些？
RW为调零电位器， 为调零电位器， 取值应很小。 取值应很小。
3) 场效应管差分放大电路
三、互补输出级
对输出级的要求：带负载能力强； 对输出级的要求：带负载能力强；最大不失真输出 电压最大，其峰值接近电源电压。 电压最大，其峰值接近电源电压。 1、互补电路 1) 基本电路 、 T1、T2特性理想对称。 特性理想对称。