集成运放的基本组成部分(2)

Ad =
Δuo Δui
= Au1
牺牲一个放大管的放大倍数换取对零点漂移的抑制，
但不理想，因电路不可能完全对称，
单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。
14
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
共模放大倍数 共模抑制比
Ac
=
Δuo Δuic
共模抑制比
K CMR
Ad AC
差模放大倍数 KCM(RdB2) 0lgA AC d (分贝)
第三节 集成运放的基本组成部分
第三节 集成运放的基本组成部分
偏置电路 差分放大输入级 中间级 输出级
1
下页 总目录
第三节 集成运放的基本组成部分
集成运放的基本组成部分
克服零 点漂移
提供电压 放大倍数
输入级
中间级
提供负载所 需功率及效
率
输出级
偏置电路
集成运放的基本组成
2
向各放大级 提供合适的
偏置电流
28106ln28106
31033k
8
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
二、差分放大输入级
1. 基本形式差分放大电路
+VCC
（1）电路组成
Rb1
Rc1 + uo -
Rc2
Rb2
两个输入、
R1
两个输出
两管静态工 作点相同
+ uid
+1 -2
uid
+1
-
- 2 uid
R2
VT1
VT2
电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对
共模放大倍数
KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制
共模信号的能力越强。
15
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
2. 长尾式差分放大电路
③不能简单认为Ic13 ≈ IREF 。
1
I C13
I REF 1
2
0 .7 3 1 m A
Ic10
1 1
0 .3 6 5 m A
VT10
④ 可认为 Ic11 ≈ IREF 。
R4
VT12
+VCC VT13
R5 IREF
Ic13
VT11 -VEE
R4IU C1 T0lnIIC C1 10 1
26103 0.73103
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
一、偏置电路
1. 镜像电流源
+VCC
IREF
VCC - UBE1 R
R
1 IC2 I REF 1 2
2IB
IC1
IB1
IB2
Ic2 IREF - 2IB
当β >>2 时
VT1 +
UBE1
+
VT2
UBE2
-
-
IC2 ≈ IREF
=
VCC
- UBE1 R
3
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
2. 比例电流源
UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2
IE1R1 ≈ IE2R2
IC2 ≈
R1 R2
IC1
+VCC R
IREF
R1 R2 IREF
2IB
Ic1
Ic2
IB1 VT1
+ IE1 -UBE1
IB2
+ VT2
UBE2 -
IE2
VT12
+VCC VT13
I REF
VCC
VEE R5
2U BE
15 1Fra Baidu bibliotek 2 0.7 mA 39
0.73mA
R5 IREF
Ic13
Ic10
VT10 R4
VT11 -VEE
② VT12与VT13组成镜像电流源， VT10 、 VT11与R4组成微电流源。
7
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
+VCC Rb2
R2
当温度升高时ICVC （两管变化量相等）
uo= (VC1 + VC1 ) － (VC2 + VC2 ) = 0 对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有
抑制作用。
10
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
（2）差模输入电压和共模输入电压
差模输入 + 电压
uid
-
Rb1
应电阻元件的参数值都相等。
9
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
静态时，ui1 = ui2 = 0 uo= VC1 － VC2 = 0
温度变化时，
+
UC1 和UC2 变化一 致， uO 保持不
uid
变。
-
Rb1
R1 +1 - 2 uid
+1 -2
uid
Rc1 + uo -
Rc2
VT1
VT2
[例5.3.2] uI1 = 5 mV, uI2 = 1 mV
则: uId = 4 mV
uIc = 3 mV
13
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
（3）差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比
差模电压放大倍数 Ad
Δuc1 = - Δuc2 =
1 2
Au1Δui
Δuo = Δuc1 – Δuc2 = 2 Δuc1 = 2·12 Au1Δui
R1 +1 - 2 uid
+1 -2
uid
Rc1 + uo -
Rc2
VT1
VT2
R2
差模输入电压 uId
两个输入电压大小相等、极性相反。
+VCC Rb2
11
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
共模输入 电压
+
uIc -
+VCC
Rb
Rc
Rc
+ uo -
Rb
R
R
VT1 VT2
共模输入电压 uIc 两个输入电压大小相等、极性也相同。
+VCC
①估算基准电流IREF ；
VT12
VT13
②分析电路中各三极管组成何 种电流源；
③估算VT13的集电极电流Ic13 ； ④若要求Ic10 =28μA，试估算电 阻R4的阻值。
Ic10 VT10
R4
R5 IREF
Ic13
VT11 -VEE
6
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
解： ①由图可得
12
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
实际上，在差分放大电路的两个输入端加上任意大小、 任意极性的输入电压uI1和uI2 ，都可以将它们认为是某 个差模输入电压和某个共模输入电压的组合。
其中差模输入电压uId和共模输入电压uIc的值分别为:
uIduI1uI2
1 uIc 2(uI1 uI2)
R1
UBE1 ≈ UBE2
R2
4
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
3. 微电流源
UBE1 - UBE2 = IE2Re ≈ IC2Re
UB E
ICIS(eUT 1)
UBE ≈
UT ln
IC IS
+VCC R
IREF 2IB
Ic1 VT1
IB1 +
-UBE1
Ic2
IB2
+ VT2
UBE2 Re
IE2
UBE1 – UBE2
≈ UT ( ln
IC1 IS1
– ln
IC2 IS2
)
≈ IC2 Re
5
UT ln
IC1 IC2
≈ IC2 Re
上页 下页 首页
第三节 集成运放的基本组成部分
[例5.3.1] 图示为集成运放LM741偏置电路的一部分， 假设VCC =VEE =15V ，所有三极管的UBE =0.7V ，其中 NPN三极管的β>>2，横向PNP三极管的β= 2 ，电阻R5 =39kΩ 。