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第三章 集成运算放大器 ? 3.2 直接耦合放大器的特点 ? 3.3 差动放大电路 3.3.1 典型的差动放大器 三、差模信号和共模信号 四、动态分析 3.3.2 恒流源差动放大器 ? 3.4 集成运算放大器的基本单元电路 3.4.1 差动输入级 ? 3.5集成运算放大器的典型电路分析、主要参数 电 子 技 术 基 础 第 三 章 * 3.1 集成电路的特点 一个晶体管大约占用0.016mm2硅片面积，在相同面积上仅能集成一个3k?的电阻或7pF的电容，也就是说集成一个超过3k?的电阻或7pF的电容，造价要比集成一个晶体管高。因此在集成电路中，尽量避免使用大电阻和大电容，尽量用晶体管取代电阻和电容等无源器件。 集成电路按集成度分为小规模集成电路（少于100个元件）、中规模集成电路（100～1000个元件）、大规模集成电路（1000～10000个元件）、超大规模集成电路（10000以上）。 按功能分有模拟集成电路和数字集成电路 集成运算放大器在电路设计上采用多级直接耦合方式，它存在的问题主要是零点漂移。 零点漂移是指放大器输入端无输入信号的情况下，输出端却出现了偏离原额定值而上下缓慢变化的输出电压的现象。引起零点漂移（简称零漂）的原因很多，其中温度的变化影响最大，因此零漂又称温漂。 集成运放是一个高增益的多级直接耦合放大器，为此必须解决直接耦合放大器的零漂问题，而且着重解决第一级的零点漂移。 ?VEE的作用是抵消RE对VCC 的分压，并为基极提供直流偏置。 一、电路结构特点 二、静态工作点计算 画出静态时的等效电路： 由于电路对称： IB1 =IB2 =IB IC1 =IC2 =IC = ? IB IB RB + UBE + 2(?+1)IB RE ?VEE =0 因RE 很大，所以IB很小。 1. 差模输入 将两个大小相等、极性相反的一对信号（称为差模信号）分别加到两输入端，既ui1 = ?ui2 = uid/2的输入方式称为差模输入。 2. 共模输入 将两个大小相等、极性相同的一对信号（称为共模信号）分别加到两输入端，既ui1 = ui2 = uic的输入方式称为共模输入。 3. 任意输入信号 任意输入信号ui1、ui2一定可表为如下形式： ui1 = uid /2+ uic， ui2= ? uid /2+ uic， 即差模信号和共模信号的合成，这样对任意输入信号问题的分析就变成了分析差模输入信号和共模输入信号的问题，使问题的分析大大地简化。 据此解出差模信号uid /2=(ui1 ? ui2 )/2，共模信号uic = (ui1 + ui2)/2 举例：ui1 =9mv, ui2= ?3mv，则uid /2=6mv，uic =3mv 关于uid的解释 1. 差模输入 (1) 双端输入、双端输出 画出交流通路： 双端输出的差模电压放大倍数： RE对差模信号不起作用，作短路处理，RL折算到T1、T2中去后为RL /2。 ? 电压放大倍数 ? 输入电阻 差模输入时两输入端之间的等效输入电阻称为差模输入电阻Rid。从A或B点看进去的电阻为 结论：差动放大器用了两只管子，但电压放大倍数却与单管共射极放大器的相同，因而差动放大器是以牺牲一只管子的放大倍数来换取低温漂。 (2)、双端输入、单端输出 画出交流通路： 所以 ③、输出电阻 可直接看出: Rod =2 RC 2、共模输入 1）、 双端输出 ? 电压放大倍数： 结论：单端输出时差模电压放大倍数是单管共射极放大器的一半。 ? 输入电阻 同双端输入，为 ③、输出电阻 可直接看出:Rod = RC 双端输出的交流通路： 共模输入ui1 = ui2 = uic，共模信号在RE上产生的压降为2IERE，所以将RE等价到T1 、T2中去变为2RE ， 双端输出时 uo1 =uo2 ? 电压放大倍数： 共模电压放大倍数： 结论：双端输出时，因电路对称，差动放大器对共模信号完全抑制，无共模输出。 ③、输出电阻 根据输出电阻的定义，可直接看出 Roc =2 RC 。 2）、单端输出 单端输出的交流通路： ? 输入电阻Ric 可直接看出Ric为Ric1与 Ric2的并联： ? 电压放大倍数： 先想象一下该图的微变等效电路，可得： 可见，在单端输出时差动放大电路对共模信号的抑制能力依赖于RE，