模拟电子技术第5章第三节集成运放的基本组成部分

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1、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下页总目录推出向各放大级提供合适的偏置电流克服零点漂移提供负载所需功率及效率提供电压放大倍数集成运放的基本组成部分输入级中间级输出级偏置电路集成运放的基本组成下页上页首页IB2IB1VT1VT2UBE2UBE1+--+R+VCC一、偏置电路1.镜像电流源VCC-UBE1RIC2≈IREF=VCC-UBE1RIREFIC12IBIC2IREF-2IB当β>>2时下页上页首页IB2IB12IBVT1VT2RR1R2+VCCUBE1≈UBE22.比例电流源UBE1+IE1R1=UBE2+IE2R2IE1R1≈IE2R2IC2≈R1

2、R2IC1R1R2IREFIREFIC2Ic1UBE2UBE1+--+IE1IE2下页上页首页IREFIB2IB1Ic12IBVT1VT2RRe+VCC3.微电流源UBE1–UBE2=IE2ReIC2UBE2UBE1+--+≈IC2ReUBE≈UTlnICISUBE1–UBE2≈UT(lnIC1IS1IC2IS2–ln)≈IC2ReUTlnIC1IC2≈IC2ReIE2下页上页首页[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。下页上页IC13V

3、T11VT10R4+VCCVT13VT12R5-VEEIC10IREF①估算基准电流IREF；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。首页下页上页+VCCIc13VT11VT10R4VT13VT12R5-VEEIc10IREF解：①由图可得②VT12与VT13组成镜像电流源，VT10、VT11与R4组成微电流源。首页下页上页IC13VT11VT10R4+VCCVT13VT12R5-VEEIC10IREF③不能简单认为Ic13≈IREF。④可认为IC11≈IREF。首页二、差分放大输入级+-uO+-+-+-

4、uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT21.基本形式差分放大电路电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。两个输入、两个输出两管静态工作点相同（1）电路组成下页上页首页温度变化时，uC1和uC2变化一致，uO保持不变。uO=uC1－uC2=0uo=(uC1+uC1)－(uC2+uC2)=0静态时，ui1=ui2=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。下页上页首页+-uO+-+-+-uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT

5、2（2）差模输入电压和共模输入电压差模输入电压uId两个输入电压大小相等、极性相反。下页上页差模输入电压首页+-uO+-+-+-uiduiduid1212+VCCR2R1Rb1Rb2Rc1Rc2VT1VT2下页上页共模输入电压uIc两个输入电压大小相等、极性也相同。+-uO+-uIc+VCCRRRbRbRcRcVT1VT2共模输入电压首页下页上页实际上，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:[例5.3.2]uI1=5mV,uI2=1mV则

6、:uId=4mVuIc=3mV首页差模电压放大倍数AdΔuO=ΔuC1–ΔuC2=2ΔuC112=2·Au1ΔuIdΔuC1=-ΔuC2=12Au1ΔuId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。下页上页（3）差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比ΔuOΔuId=Au1Ad=首页共模放大倍数Ac=ΔuoΔuic共模抑制比下页上页差模放大倍数共模放大倍数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。共模抑制比首页+-uO+-+-+-uiduiduid1212+VCCRRRcRcVT

7、1VT2-VEERe2.长尾式差分放大电路引入共模负反馈降低单管零点漂移提高了共模抑制比补偿Re上的直流压降，提供静态基极电流下页上页(1)电路组成首页+-uO+-+-+-uiduiduid1212+VCCRRRcRcVT1VT2-VEERe(2)静态分析IBQR+UBEQ+2IEQRe=VEEVEE-UBEQR+2(1+β)ReVCC-ICQRcβIBQ-IBQRIBIBICICUCUC+-UBEUBE+-2IEUB下页上页首页仿真（3）动态