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1、 6.2 差 分 式 放 大 電 路6 模 擬 集 成 電 路6.4 集 成 電 路 運(yùn) 算 放 大 器6.1 模 擬 集 成 電 路 中 的 直 流 偏 置 技 術(shù)*6.3 差 分 式 放 大 電 路 的 傳 輸 特 性2.2 理 想 運(yùn) 算 放 大 器2.3 基 本 線 性 運(yùn) 放 電 路 2.4 同 相 輸 入 和 反 相 輸 入 放 大 電 路 的 其 他 應(yīng) 用 *6.5 實(shí) 際 集 成 運(yùn) 算 放 大 器 的 主 要 參 數(shù) 和 對(duì) 應(yīng) 用電 路 的 影 響6.6 變 跨 導(dǎo) 式 模 擬 乘 法 器*6.7 放 大 電 路 中 的 噪 聲 與 干 擾 集 成 電 路 : 將 整 個(gè)

2、 電 路 的 各 個(gè) 元 件 做 在 同 一 個(gè) 半 導(dǎo)體 基 片 上 。集 成 電 路 的 優(yōu) 點(diǎn) ：工 作 穩(wěn) 定 、 使 用 方 便 、 體 積 小 、 重 量 輕 、功 耗 小 。集 成 電 路 的 分 類 ：模 擬 集 成 電 路 、 數(shù) 字 集 成 電 路 ；小 、 中 、 大 、 超 大 規(guī) 模 集 成 電 路 ；引 言 :一 、 集 成 電 路 的 簡 述 1. 各 元 件 在 同 一 個(gè) 芯 片 上 ， 對(duì) 稱 性 好 。2.用 有 源 元 件 代 替 無 源 器 件4. 級(jí) 間 采 用 直 接 耦 合 方 式5. 二 極 管 一 般 用 三 極 管 的 發(fā) 射 結(jié) 構(gòu) 成

3、。二 、 模 擬 集 成 電 路 的 特 點(diǎn) 幾 十 pF 以 下 的 小 電 容 用 PN結(jié) 的 結(jié) 電 容 構(gòu) 成 ； 大 電 容 要外 接 。3. 采 用 復(fù) 合 結(jié) 構(gòu) 的 電 路高 阻 值 電 阻 用 三 極 管 代 替 或 外 接 。 三 、 BJT在 模 擬 集 成 電 路 的 特 殊 應(yīng) 用b ec AKbe1、 用 BJT構(gòu) 成 二 極 管 2、 用 BJT構(gòu) 成 電 流 源和 高 值 電 阻BJT roIs若 電 流 源 的 電 流 越 恒 定 ,ro就 越 大 ,可 得 到 高 值 電 阻 。 四 、 電 流 源 在 放 大 電 路 中 作 為 直 流 偏 置 的應(yīng) 用

4、及 作 用RCv OC2+VCCviC1RBIs ro作 用 : .提 供 穩(wěn) 定 偏置 電 流 IB； 2.提 高 輸入 電 阻 ， Ri=rbe/ro、 RC vOC2 +VCCviC1RBroIs RCvOC2+VCCv iC1RB作 用 : .提 供 穩(wěn) 定 偏置 電 流 IE和 IC ,穩(wěn) 定靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) ； 2.提 高電 壓 放 大 倍 數(shù) 。 roIs作 用 : .提 供 穩(wěn) 定 偏置 電 流 IE和 IC ,穩(wěn) 定靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) ； 2.提 高輸 入 電 阻 ， (1 )/ be oi B r rR R 1、 鏡 像 電 流 源 2CI (1).參 數(shù) 計(jì) 算 : 用

5、 BJT或 FET構(gòu) 成 電 流 源 6.1 模 擬 集 成 電 路 中 的 直 流 偏 置 技 術(shù)一 、 BJT構(gòu) 成 電 流 源 電 路 1 2BE BE BEV V V ， 1 2C REF BI I I 12 CREF II 1 121C REFI I CC EE BE CC EEREF V V V V VI R R R RLT1 T22IB Ic2Ic1 +VCCIREF -VEEVBE1 VBE2IB1 IB2 1 2B B BI I I 1 2C C CI I I （ 當(dāng) 較 大 時(shí) ）roIREF RL顯 然 IC2與 RL無 關(guān) ， 相 當(dāng) 于向 RL提 供 恒 定 的 電

6、流 。 因 為 T1、 T2參 數(shù) 完 全 相 同 REFI 確 定確 定確 定 2CREF IIR (2).負(fù) 載 電 流 IC2的 確 定 : 2 1C C REFI I I CC EEREF V VI R 的 鏡 像看 作把 REFC II 2( ) R RLT1 T22IB Ic2Ic1 +VCCIREF -VEEVBE1 VBE2IB1 IB2若 需 A級(jí) 電 流 的 電 流 源 ,則 要 求 R很 大 ,在 IC中 難 以 實(shí) 現(xiàn) ,可 采 用 微電 流 源 電 路 。 RLT1T2 +VCCIREF T3vi -VEEv0(3)、 電 流 源 在 放 大 電 路 的 應(yīng) 用電 流

7、 源 在 電 路 中 ， 一 方 面 提 供集 電 極 電 流 ； 另 一 方 面 它 也 起集 電 極 電 阻 的 作 用 。由 于 電 流 源 的 交 流 電 阻 大 ， 常常 在 IC中 作 為 有 源 負(fù) 載 ， 提 高電 壓 放 大 倍 數(shù) 。 2、 微 電 流 源 22 2122 eBEe BEBEEC RVR VVII T2管 射 極 串 有 電 阻 Re2值 較 小 ，BEV 2eR用 不 大 的 2cI就 可 到 得 微 小 的R RLT1 T2Ic2Ic1 +VCCIREF -VEEVBE1 VBE2Re2 Ie2T1、 T2參 數(shù) 不 要 求 對(duì) 稱 特 點(diǎn) ： （ ）

8、IC2與 RL無 關(guān) ， 相 當(dāng) 于 向 RL提 供 恒 定 的 電 流 。 （ ） 1管 對(duì) T2管 具 有 溫 度 補(bǔ) 償 作 用 ,熱 穩(wěn) 定 性 好 。 3、 多 路 電 流 源 REFI用 一 個(gè) 基 準(zhǔn) 電 流 .21 CC II 、可 獲 得 多 個(gè) 恒 定 電 流 R T T2 IB Ic2Ic +VCCIREF Re Re1 Re2 Re3 Ic3Ic1T1 T3T0BI （ 1） 、 電 路 結(jié) 構(gòu) ： BREFC III 較 大 時(shí)當(dāng) REFC II 相 同、 BEV 332211 eEeEeEeREFeE RIRIRIRIRI 111 e eREFEC R RIII 2

9、22 e eREFEC R RIII 333 e eREFEC R RIII .21 CC II 、電 流可 獲 得 不 同 比 例 的 輸 出 R T T2 IB Ic2Ic +VCCIREF Re Re1 Re2 Re3 Ic3Ic1T1 T3T0BI （ 2） 、 工 作 原 理 、 參 數(shù) 計(jì) 算 1 、 差 模 輸 入 信 號(hào) ：2 、 共 模 輸 入 信 號(hào) ： 差 模 電 壓 增 益 Avd:2、 共 模 電 壓 增 益 Avc:ovd idvA v ovc icvA v 6.2 差 分 式 放 大 電 路 用 于 輸 入 級(jí)(一 ） 、 輸 入 信 號(hào) 的 分 類差 分 式放

10、大 電 路vi1vi2 vo3 、 任 意 輸 入 信 號(hào) ：vi1= vid， vi2=- vid12 12由 有 用 信 號(hào) 決 定 的 輸 入 信 號(hào) 。vi1=vi2=vic主 要 由 有 溫 度 、 干 擾 等 引 起 的 等 效 輸 入 信 號(hào) 。 （ 二 ） 、 術(shù) 語一 、 概 念 對(duì) 放 大 電 路 而 言 ， 其 值 越大 越 好 。對(duì) 放 大 電 路 而 言 ， 其 值 越小 越 好 。 一 對(duì) 任 何 輸 入 信 號(hào)可 分 解 為 差 模 輸 入 和 共 模 輸 入 的 線 性 組 合 1 21 ( )2ic i iv v v 1 2id i iv v v 差 模 和

11、共 模 信 號(hào) 同 時(shí) 存 在 時(shí) ,可 由 疊 加 原 理 求 總 輸 出 o vd id vc icv A v A v 其 中 ：例 如 ： vi1=10mV,vi2=6mV,其 中 vic=(vi1+vi2)/2=8mV, vid=vi1-vi2=4mV,則 原 信 號(hào) 可 分 解 為 ： vi1= mV+ mVvi = mV- mV （ 三 ） 、 零 點(diǎn) 漂 移 及 抑 制vi RB +VCCRC T v0 當(dāng) 有 用 信 號(hào) vi=0時(shí) ,由 于 溫 度 變 化 及 干 擾 等 共 模 信 號(hào) 的 存在 ,可 以 測(cè) 出 輸 出 電 壓 v0并 不 為 零 ,而為 緩 慢 地 、

12、無 規(guī) 則 地 變 化 著 ， 出 現(xiàn) 不應(yīng) 有 的 輸 出 信 號(hào) 。 tv0把 溫 度 變 化 及 干 擾 等 共 模 信號(hào) 在 放 大 電 路 的 輸 出 端 造 成的 緩 慢 地 、 無 規(guī) 則 地 變 化 的輸 出 信 號(hào) 稱 為 零 點(diǎn) 漂 移 。的 輸 出 稱 為 零 點(diǎn) 漂 移 電 壓 v 0c；對(duì) 應(yīng)把 它 折 算 到 輸 入 端 的 電 壓 稱 為等 效 輸 入 漂 移 電 壓 vic vocvic 零 點(diǎn) 漂 移 的 抑 制 須 在 多 級(jí) 放大 電 路 的 最 前 級(jí) （ 輸 入 級(jí) ）開 始 ， 作 為 輸 入 級(jí) 的 放 大 電路 應(yīng) 采 用 差 分 式 放 大 電

13、 路 。 二 、 BJT射 極 耦 合 差 分 式 放 大 電 路 的 結(jié) 構(gòu) 、 分 類v i1 +VCCRC1 T1 RC2T2 vi2roVEEvo1 vo2ic1 ic2Io+- +-vE 由 兩 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 對(duì) 稱 、特 性 及 參 數(shù) 相 同 的單 級(jí) 放 大 電 路 組 成 。恒 流 源 提 供 直 流 偏 置 。 電 路 由 正 電 源 +VCC和 負(fù) 電 源 -VEE供 電 。（ 一 ） 、 結(jié) 構(gòu) 基 本 型RC 有 兩 個(gè) 輸 入 端 ：同 相 輸 入 端 、 反 相 輸 入 端同 相 輸 入 端 反 相 輸 入 端 vi1 +VCCRC T1 RCT2 vi2roVEE

14、vo1 vo2ic1 ic2Io+- +-vE雙 端 輸 入 雙 端 輸 出雙 端 輸 入 單 端 輸出單 輸 輸 入 雙 端 輸 出單 端 輸 入 單 端 輸 出（ 二 ） 、 分 類共 四 種 電 路 形 式 （ 一 ） 、 靜 態(tài) 分 析1 2 0i iv v 令 ：電 路 完 全 對(duì) 稱 ，1 2 0.7BE BE BEV V V V 1 2 012Q Q QC C CI I I I 1 1 1Q QCC C C CE BEV I R V V 算 一 個(gè) 管 子 即 可 三 、 射 極 耦 合 差 分 式 放 大 電 路 的 分 析 RC1=RC2=RC ic1 ic2vi1+- vi

15、2+-+VCCRCT1 RCT2r oVEEvo1 vo2Io vE VCE2QVCE1Q IC1Q IC2Q1 1 1Q QCE CC C C BEV V I R V 1 2 0.7Q Q QCE CE CC C CV V V I R 即 1、 差 模 信 號(hào) 雙 端 輸 入 情 況 的 動(dòng) 態(tài) 分 析 1 2 1( )2i i idv v v （ 二 ） 、 動(dòng) 態(tài) 分 析 差 模 信 號(hào) 交 流 通 道(1)、 步 驟 ： 原 電 路置零置零置零v i1 +VCCRCT1 RCT2 vi2roVEEic1 ic2Io vEvo1 vo2vo vi1 T1 RCT2 vi2ic1 ic2v

16、Evo1 vo2vo roRC對(duì) 差 模 信 號(hào)0ev 導(dǎo) 線代 替 vi1 T1 RCT2 vi2ic1 ic2vEvo1 vo2voRC差 模 信 號(hào)交 流 通 路 差 模 微 變 等 效 電 路vi1 T1 RCT2 vi2ic1 ic2vEvo1 vo2voRC差 模 信 號(hào) 交 流 通 路 差 模 信 號(hào) 交 流 通 道 差 模 微 變 等 效 電 路 差 模 動(dòng) 態(tài) 分 析 步 驟i b vo1RC rbeib vo rbeibvo2 RC ibvi1 vi2 vi1 +VCCRCT1 RCT2 vi2roVEEic1 ic2Io vEvo1 vo2vo vi1 T1 RCT2 v

17、i2ic1 ic2vEvo1 vo2voRCib vo1RCrbeib vo rbeibvo2 RC ibvi1 vi2差 模 信 號(hào) 交 流 通 路差 模 微 變 等 效 電 路原 電 路 差 模 動(dòng) 態(tài) 分 析 步 驟 voib vo1RCrbeib rbeibvo2 RC ibvi1 vi2（ 2） 、 動(dòng) 態(tài) 值 的 計(jì) 算差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) idoVD vvA 1121 21 22 ioii oo vvvv vv CVD beRA r 差 模 輸 入 電 阻差 模 輸 出 電 阻beid rR 2 2od cR R RodRida.雙 端 入 雙 端 出的 情 況 b.雙

18、 端 入 單 端 出的 情 況差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) 11 oVD idvA v 1 11 2 12o oi i iv vv v v 1 12 2CVD VDbeRA Ar 2VDA差 模 輸 入 電 阻beid rR 2差 模 輸 出 電 阻 od cR R差 模 電 壓放 大 倍 數(shù) 大差 模 輸 入電 阻 很 小 Rod如 何 解 決 ？ 差 模 動(dòng) 態(tài) 分 析 vovi1 +VCCRCT1 RCT2 vi2roic1 ic2Io vE vo2 vi1 T1 RCT2 vi2ic1 ic2vEvo1 vo2RC1voRL o12RL 12RLv01 vo1 和 vo2 大 小 相

19、 等 ，相 位 相 反 。負(fù) 載 中 點(diǎn) 必 為 零 電 位 。差 模 信 號(hào) 交 流 通 路差 模 微 變 等 效 電 路原 電 路思 考 ： 若 在 T1、 T2的 集 電 極 接 負(fù) 載 電 阻 RL， 它 的 差 模信 號(hào) 交 流 通 路 、 差 模 微 變 等 效 電 路 、 動(dòng) 態(tài) 值 如 何 ？ LR21ib RCrbeib vi2LR21 ibRC rbevo1vo2vo ibvi2VEE 2/ LCL RRR LR21ib RCrbe ib vi2LR21 ibRC rbevo1vo2vo ibvi2差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) idoVD vvA 1121 21 22 i

20、oii oo vvvv vv LVD beRA r ，差 模 輸 入 電 阻差 模 輸 出 電 阻beid rR 2 2od cR Ra.雙 端 入 雙 端 出的 情 況 b.雙 端 入 單 端 出的 情 況差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù)11 oVD idvA v 1 11 2 12o oi i iv vv v v 1 12 2LVD VDbeRA Ar 2VDA差 模 輸 入 電 阻beid rR 2差 模 輸 出 電 阻od cR R 差 模 動(dòng) 態(tài) 分 析 1i idv v ， 02iv 、 差 模 信 號(hào) 單 端 輸 入 情 況 的 動(dòng) 態(tài) 分 析vid +VCCRCT1 RCT2r

21、oVEEic1 ic2Io vEvo1 vo2vo vid T1 RCT2ic1 ic2vEvo1 vo2voRC ro roro很 大 ro可 開 路vid 近 似 均 分 在 兩 管 的 b、 e間 。由 于 兩 管 電 路 完 全 對(duì) 稱+vid12 + vid12vid T1 RCT2ic1 ic2vEvo1vo2voRC單 端 輸 入 的 電 路 工 作 情 況 與 雙 端 輸 入 時(shí) 的 電 路 工作 情 況 近 似 一 致 ,動(dòng) 態(tài) 值 的 計(jì) 算 也 一 樣 。 icii vvv 21 、 共 模 信 號(hào) 雙 端 輸 入 情 況 的 動(dòng) 態(tài) 分 析共 模 信 號(hào) 交 流 通 道

22、(1)、 步 驟 ： 原 電 路置零置零置零v i1 +VCCRCT1 RCT2 vi2roVEEic1 ic2Io vEvoc1 voc2voc vic T1 RCT2 vicic1 ic2vEvoc1 voc2vocroRC對(duì) 共 模 信 號(hào) 共 模 信 號(hào) 交 流 通 路0ev 不 能導(dǎo) 線代 替2ie 2ro2rovic T1 RCT2 vicic1 ic2voc1 voc2vocRCvE vEie ie2e e o e ov ir ir 2o or r or or 共 模 信 號(hào) 交 流 通 路共 模 信 號(hào) 交 流 通 道 共 模 微 變 等 效 電 路vi1 T1 RCT2 vi

23、2ic1 ic2voc1 voc2vocRCvE vE2ro2ro RC2ro ic1vic ib1 ib1ie1rbe voc1共 模 放 大 倍 數(shù) 計(jì) 算T1管 的 共 模 微 變 等 效 電 路11 ocVC icvA v - (1 ) 2Cbe oRr r 22 ocVC icvA v - (1 ) 2Cbe oRr r 同 理 ：ocVC icvA = v oc1 oc2icv -v= v2.雙 端 輸 出 的 共 模 增 益 1.單 端 輸 出 的 共 模 增 益vc1 ic vc2 icicA v -A v= =0v當(dāng) ro越 大 ， 共 模 增 益 越 小 ， 抑 制 共 模

24、 信 號(hào) （ 零 點(diǎn) 漂 移 ） 的 能 力 越 強(qiáng) 。1 2VC VCA A即 ： 四 、 共 模 抑 制 比例 : A VD=-200 AVC=0.1KCMR =KCMR (dB) = (分貝)VCVDAA VCVDAAlog20 則 K CMR=20 lg (-200)/0.1 =66 dB雙 端 輸 出 時(shí) 理 想 地 AVC=0 KCMR 為 衡 量 差 動(dòng) 放 大 器放 大 差 模 信 號(hào) ， 抑 制 共 模 信 號(hào) 的 能 力 ， 引 入 了 .共 模 抑 制 比 6.4 集 成 電 路 運(yùn) 算 放 大 器 （ 簡 稱 ： 運(yùn) 放 ）一 、 集 成 運(yùn) 算 放 大 器 的 基 本

25、 結(jié) 構(gòu) 及 符 號(hào)差 分 放 大 電 路（ 輸 入 級(jí) ）-vi+ 電 壓 放 大 電 路（ 中 間 級(jí) ） 互 補(bǔ) 功 率 放 大 器（ 輸 出 級(jí) ） vo直 流 偏 置 電 流 源 、 基 本 結(jié) 構(gòu)2、 符 號(hào) v n uo_+ +vp-+vpvn vo國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 符 號(hào) 國 內(nèi) 標(biāo) 準(zhǔn) 符 號(hào)同 相 輸 入 端反 相 輸 入 端 -對(duì) 直 流 信 號(hào) 、 交 流 信 號(hào) 放 大 1、 對(duì) 輸 入 級(jí) 的 要 求 ： 盡 量 減 小 零 點(diǎn) 漂 移 、 提 高 KCMRR （ 采 用 差 分 放 大 器 ） ； 輸 入 阻 抗 Ri 盡 可 能 大 （ 采 用 復(fù) 合三 極 管

26、或 場(chǎng) 效 應(yīng) 管 ） ； 通 頻 帶 要 寬 （ 采 用 復(fù) 合 三 極 管 ） 。2、 對(duì) 中 間 級(jí) 的 要 求 ： 足 夠 大 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) （ 采 用 帶有 源 負(fù) 載 的 高 增 益 放 大 器 ） 。3、 對(duì) 輸 出 級(jí) 的 要 求 ： 主 要 提 高 帶 負(fù) 載 能 力 ， 給 出 足夠 的 輸 出 電 流 io ， 即 輸 出 阻 抗 Ro小 （ 采 用 互 補(bǔ) 功 率 放大 器 ） 。二 、 對(duì) 集 成 運(yùn) 放 內(nèi) 部 各 級(jí) 的 要 求4、 對(duì) 直 流 偏 置 電 流 源 的 要 求 ： 提 供 穩(wěn) 定 的 幾 乎 不 隨 溫 度 而 變 化 的 偏 置 電

27、 流 ， 以 穩(wěn) 定 工 作 點(diǎn) （ 采 用 高 精度 電 流 源 ） 。5、 對(duì) 各 級(jí) 之 間 連 接 要 求 ： 級(jí) 間 采 用 直 接 耦 合 方 式 。 三 、 集 成 運(yùn) 放 的 類 型1、 通 用 型 :性 能 指 標(biāo) 適 合 一 般 性 使 用 ， 其 特 點(diǎn) 是 電 源 電壓 適 應(yīng) 范 圍 廣 ,允 許 有 較 大 的 輸 入 電 壓 等 ,如 CF741等 。還 有 寬 帶 型 、 高 壓 型 等 等 。 使 用 時(shí) 須 查 閱 集 成 運(yùn) 放 手 冊(cè) ，詳 細(xì) 了 解 它 們 的 各 種 參 數(shù) ， 作 為 使 用 和 選 擇 的 依 據(jù) 。 2 、 低 功 耗 型 :

28、 靜 態(tài) 功 耗 2mW， 如 XF253等 。3、 高 精 度 型 :失 調(diào) 電 壓 溫 度 系 數(shù) 在 1 V 左 右 ,能 保 證組 成 的 電 路 對(duì) 微 弱 信 號(hào) 檢 測(cè) 的 準(zhǔn) 確 性 ,如 CF75、 CF7650等 。4、 高 阻 型 ： 輸 入 電 阻 可 達(dá) 1012 ,如 F55系 列 等 。四 、 集 成 運(yùn) 放 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 舉 例 ， 以 BJTLM741為 例 32.偏 置 電 路 ： T10T11（ 微 電 流 源 ） 向 T3、 T4提 供 基 極 偏 置 電 流 ；T8T9（ 鏡 像 電 流 源 ） 向 T1、 T2提 供 集 電 極 偏 置 電 流 ；

29、 T12T13（ 鏡 像 電 流 源 ） ,其 中 T13的 路 向 輸 出 級(jí) 中 的 T14、 T15復(fù) 合 管 提 供偏 置 電 流 ,B路 向 中 間 級(jí) 的 T17提 供 偏 置 電 流 ,同 時(shí) 有 源 負(fù) 載 ,提 高 中 間級(jí) 電 壓 增 益 , T22T23（ 鏡 像 電 流 源 ） 向 T21提 供 集 電 極 偏 置 電 流 。 3 中 間 級(jí) :由 T16、 T17組 成 ， 其 中 T16 為 共 集 電 極 放 大 電 路 ,提 高 輸 入電 阻 ,它 的 基 極 接 受 由 6傳 來 的 有 用 信 號(hào) ,作 為 中 間 級(jí) 的 輸 入 端 ; T17為 共 射

30、極 放 大 電 路 ,它 的 集 電 極 負(fù) 載 為 T13B組 成 的 有 源 負(fù) 載 ， 可 獲 得很 高 的 電 壓 增 益 并 將 放 大 的 信 號(hào) 傳 到 T24組 成 的 緩 沖 級(jí) ;通 過 T24的 發(fā)射 極 又 將 信 號(hào) 傳 到 輸 出 級(jí) 中 的 T20的 基 極 ,達(dá) 到 阻 抗 匹 配 的 作 用 。4 輸 出 級(jí) :由 T14、 20組 成 互 補(bǔ) 對(duì) 稱 OCL功 率 放 大 電 路 ;T18、 T19向 T14、 T20的 基 極 間 提 供 偏 壓 ,從 而 消 除 功 率 放 大 電 路 的 交 越 失真 ;T15、 T21分 別 作 為 T 4、 T20

31、的 旁 路 ,限 制 T14、 T20的 電 流 ,從而 保 護(hù) 功 率 管 T14、 T20。 （ 正 電 源 ） （ 負(fù) 電 源 ） 1. 輸 入 級(jí) ： 由 T1、 T3和 T2、 T4組 成 共 集 -共 基 復(fù) 合 差 分 放 大 電路 ， 提 高 輸 入 電 阻 、 共 模 抑 制 比 ， 改 善 頻 率 響 應(yīng) ， 其 中 T1 T2為 共集 電 路 、 T3T4為 共 基 電 路 ； 由 T5T7組 成 高 精 度 電 流 源 ， 向 T3、T4提 供 集 電 極 偏 置 電 流 ， 同 時(shí) 也 作 為 T4的 有 源 負(fù) 載 ， 提 高 輸 入 極電 壓 增 益 ； 由 T

32、的 集 電 極 將 輸 入 信 號(hào) 傳 輸 到 中 間 級(jí) 做 進(jìn) 一 步 的 放大 。 （ 同 相 輸 入 端 ） （ 反 相 輸 入 端 ） 六 、 集 成 運(yùn) 放 的 外 型 封 裝 結(jié) 構(gòu)金 屬 封 裝 器 件 以 管 鍵 為 辨 認(rèn) 標(biāo) 志 ， 由 器 件 頂 上 向 下 看 ， 管 鍵 朝向 自 己 ， 管 鍵 右 方 第 一 根 引 線 為 引 腳 1。 雙 列 直 插 式 以 缺 口 為 辨認(rèn) 標(biāo) 記 ， 由 器 件 頂 上 向 下 看 ， 標(biāo) 記 朝 向 自 己 ， 標(biāo) 記 右 方 第 一 根引 線 為 引 腳 1， 然 后 逆 時(shí) 針 圍 繞 器 件 ， 依 次 數(shù) 出 其

33、 余 引 腳 數(shù) 。 集 成 運(yùn) 放 常 見 的 封 裝 方 式 是 金 屬 封 裝 和 雙 列 直 插 式 塑 料 封 裝 ， 如 上 圖 所 示 ， 金 屬 殼 封 裝 有 8、 10、 12管 腳 等 種 類 ， 雙 列 直 插 式 有 8、 10、 12、 14、 16管 腳 等 種 類 。 2.2 理 想 運(yùn) 算 放 大 器 -+vpvn vo一 、 理 想 集 成 運(yùn) 放 的 主 要 參 數(shù)1.開 環(huán) 差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： Av ；2.輸 入 電 阻 ： Ri ；3.輸 出 電 阻 ： Ro 0 ；4.帶 寬 ： BW 6.轉(zhuǎn) 換 速 率 ： S R ；5.共 模 抑

34、 制 比 ： KCMR ； vivo +VOM-VOMAv越 大 ， 運(yùn) 放 的 線 性 范 圍 越 小 ， 對(duì) 于 理 想 運(yùn) 放 而 言 ，當(dāng) 反 相 輸 入 端 和 同 相 輸 入 端 不 等 時(shí) ， 輸 出 電 壓 是 一 個(gè)恒 定 的 值 ， 失 去 放 大 作 用 。 必 須 在 輸 出 與 輸 入 之 間 加負(fù) 反 饋 才 能 使 其 擴(kuò) 大 輸 入 信 號(hào) 的 線 性 范 圍 。例 ： 若 VOM=12V， Ao=106， 則 |ui| =12V時(shí) ， 運(yùn) 放 處 于 線 性 區(qū) 。線 性放 大 區(qū)二 、 運(yùn) 放 的 電 壓 傳 輸 特 性 曲 線 :vo=f(vi)=f(vp

35、-vn)的 曲 線 。-+vpvn vovi vp-vn當(dāng) vi不 等 于 零 時(shí) ， 即 當(dāng) 反 相 輸 入 端 的 電 壓和 同 相 輸 入 端 的 電 壓 不 等 時(shí) ,形 成 輸 出 電 壓 vo ；i p nv v v 當(dāng) 時(shí) ， 輸 出 電 壓 vo被限 制 在 正 、 負(fù) 飽 和 極 限 值 上 ， 不 再 隨 vi變 化 而變 化 ， 進(jìn) 入 飽 和 區(qū) 。 二 、 理 想 運(yùn) 放 的 特 點(diǎn)vA 又 iR ( )OM o v p n OMV v A v v V .虛短p nv v .虛斷-+vpvn vovi0p nv v即 ： 0 p ni i ipin 一 、 反 相 輸

36、 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 2.3 基 本 線 性 運(yùn) 放 電 路 比 例 運(yùn) 算 ip= in=0 1fo iRv vR 1fov i RvA v R 放 大 倍 數(shù) ：vpvn ip +- voinifiivi R2R1 Rf1、 反 相 輸 入 端 對(duì) 地 之 間 無 電 阻 的 情 況vp=0=vni1= if 1 fi i 1i n n ofv v v vR R 1 0 0i ofv vR R R2 =R1 / Rf當(dāng)兩個(gè)輸入端分別對(duì)地的電阻相等時(shí)，才能保證輸入級(jí)的對(duì)稱。平 衡 電 阻 : 一 、 反 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 ip= in=0 1fo iRv v

37、R 1fov i RvA v R 電 壓 放 大 倍 數(shù) ：vpvn ip +- voin ifiivi R2R1 Rf 、 反 相 輸 入 端 對(duì) 地 之 間 有 電 阻 的 情 況vp=0=vnii= if(ii=if+in+i3) i fi i 1i n n ofv v v vR R 1 0 0i ofv vR R i3R3 i3= 0結(jié) 論 ： 對(duì) 反 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 而 言 ， 反 相 輸 入 端 對(duì) 地 之 間有 無 電 阻 ， 電 壓 放 大 倍 數(shù) 都 一 樣 。 R2 =R1 / R / Rf平 衡 電 阻 : 二 、 同 相 輸 入 的 比 例 運(yùn)

38、算 電 路 ip= in=0 1(1 )fo iRv vR 11 fov i RvA v R 電 壓 放 大 倍 數(shù) ：1、 同 相 輸 入 端 對(duì) 地 之 間 無 電 阻 的 情 況vp=0=vnii= if i fi i 10 n n ofv v vR R 10 i i ofv v vR R vpvn ip +- voiniivi R2R1 Rfif 二 、 同 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 ip= in=0 1(1 )fo nRv vR 32 3 1(1 )fov i Rv RA v R R R 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： 、 同 相 輸 入 端 對(duì) 地 之 間 有 電 阻 的

39、 情 況=vnii= if i fi i10 n n ofv v vR R vpvn ip +- voiniivi R2R1 Rfifi3R3 32 3p iRv vR R 3 132 (1 )f iR vRRR R 結(jié) 論 ： 對(duì) 同 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 而 言 ， 同 相 輸 入 端 對(duì) 地 之 間有 無 電 阻 ， 電 壓 放 大 倍 數(shù) 不 一 樣 。 ifvpvn ip +- voiniivi R2R1 Rf三 、 同 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 的 特 例 -電 壓 跟 隨 器 11 fov i RvA v R vpvn +- vovi R2R1=R

40、f=0由 同 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 電 壓 放 大 倍 數(shù) ，可 知 ： 當(dāng) R1=、 Rf=0時(shí) ， Av=1,從 而 可 構(gòu) 成 電 壓 跟 隨 器 。同 相 輸 入 的 比 例 運(yùn) 算 電 路 電 壓 跟 隨 器 o p n iv v v v 特 點(diǎn) ： 2.4 同 相 輸 入 和 反 相 輸 入 放 大 電 路 的 其 他 應(yīng) 用加 法 、 減 法 、 積 分 、 微 分 運(yùn) 算 電 路引 言 :運(yùn) 放 電 路 的 分 析 方 法方 法 一 :利 用 同 相 輸 入 和 反 相 輸 入 放 大 電 路 的 放大 倍 數(shù) 公 式 及 疊 加 原 理 。方 法 二 :利

41、用 虛 短 、 虛 斷 的 概 念 進(jìn) 行 推 導(dǎo) 。該 法 特 點(diǎn) ： 計(jì) 算 量 小 且 快 捷 ， 但 不 能 適 用 于 所 有 的 運(yùn) 放 電 路 。該 法 特 點(diǎn) ： 推 導(dǎo) 、 整 理 較 繁 瑣 ， 但 適 用 于 所 有 的 運(yùn) 放 電 路 。 一 、 求 差 電 路 （ 減 法 運(yùn) 算 ）R1 R4vi1vi2 +- voR2 R3 +R1 R4vi1 +- voR2 R3 R1 R4vi2 +- voR2 R3vi1 、 vi2共 同 作 用 vi1 單 獨(dú) 共 同 作 用 vi2 單 獨(dú) 共 同 作 用 41o iRv vR 3 4 22 3 1(1 )o iR Rv

42、vR R R 3 4 422 3 1 1(1 ) i iR R Rv vR R R R ov v v 當(dāng) R1 =R2= R3=R4時(shí) ， vo= vi2- vi1當(dāng) R1= R2,R3= R4時(shí) ， vo= - (vi1- vi2)R4R1 差 分 放 大 電 路 二 、 求 和 電 路 (加 法 運(yùn) 算 ) (同 相 求 和 、 反 相 求 和 電 路 )1、 反 相 求 和 運(yùn) 算 電 路R3R1vi1 +- vovi2 R2 R1 R3vi1 +- voR2 R1 R3+- vovi2 R2+vi1 、 vi2共 同 作 用 vi1 單 獨(dú) 共 同 作 用 vi2 單 獨(dú) 共 同 作

43、用 31o iRv vR ov v v 當(dāng) R1 =R2= R3時(shí) ， -vo= vi1+ vi2 32o iRv vR 23 31 2( )i iR Rv vR R 2 、 同 相 求 和 運(yùn) 算 電 路R1 R4vi1 +- vovi2 R2R3 R1 R4vi1 +-R2R3 vo voR1 R4+-vi2 R2R3+vi1 、 vi2共 同 作 用 vi1 單 獨(dú) 共 同 作 用 vi2 單 獨(dú) 共 同 作 用 ov v v 2 4 22 3 1(1 )o iR Rv vR R R 3 4 12 3 1(1 )o iR Rv vR R R 34 21 21 2 3 2 3(1 )( )

44、i iRR Rv vR R R R R 當(dāng) R1 =R2= R3=R4時(shí) ， vo= vi1+ vi2 例 ： 試 求 下 圖 所 示 電 路 的 電 壓 vo 51 11o iRv vR R5R2vi1 +- vovi2 R1vi3vi4 R3R4 R6 R5R2vi2 +- vo2R1R3R4 R6R5R2vi1 +- vo1R1R3R4 R6R5R2 +- vo3R1R3R4 R6vi3 R5R2 +- vo4R1R3R4 R6vi4+ + 52 22o iRv vR 4 6 53 33 4 6 1 2/( )(1 )/ /o iR R Rv vR R R R R 3 6 54 44 3

45、 6 1 2/( )(1 )/ /o iR R Rv vR R R R R v0 =v01 +v02+ v0 3+v04 解 ： 例 2： 試 求 下 圖 所 示 電 路 的 電 壓 增 益 Av vpvn ip +- voinvi R1 R2 R3R4 i4v4i2i1 i30 p nv v i1= i2 ip= in=042 12 1n i nv v v vi iR R ( ) o4 2 3 4 4v1 1 1v R R R R 42 10 0v vR R 4 1Rv vR 即 ： 又 i2+ i4= i342 00 v v vvR R R o ( ) o1 2 3 4 4vR 1 1 1

46、vR R R R R o 2 3 2 3 4v i 1v R R R R RA v R 解 ：vi vo 三 、 儀 用 放 大 器V=+5VRRR R t viRt ： 熱 敏 電 阻 集 成 化 :儀 表 放 大 器Rt=f (T 0C) voR3R3 R4R4R2+-+- +-R1 R2 v3v41、 應(yīng) 用 舉 例 voR3R3 R4R4R2vi2 +-+- +-vi1 R1 R2 v3v4iR1 vi1vi22、 分 析 1 21 1 ,i iR v vi R 根 據(jù) 虛 短 概 念 可 得 ： A2A1 A3運(yùn) 放 A1、 A2的 反 相 輸入 端 的 電 位 分 別 為 vi1

47、、vi2根 據(jù) 虛 斷 概 念 可 得 ： iR2=iR1、 iR3=iR1 4 4 23 4 1 23 3 12( ) (1 )( )o i iR R Rv v v v vR R R 即 R1 與 兩 個(gè) R2 構(gòu) 成 串 聯(lián) ， 3 4 1 2 1( 2 ) Rv v R R i 1 2 21 2 1 21 12( 2 ) (1 )( )i i i iv v RR R v vR R iR2iR3 四 、 積 分 運(yùn) 算 電 路 與 微 分 運(yùn) 算 電 路 2 ovi R 1 c idv dvi C Cdt dt c iv vio dvv RC dt （ 一 ） 、 微 分 運(yùn) 算vi vo

48、Ri1 i2C +-+ -vc由 虛 短 概 念 可 得 ：由 虛 短 概 念 可 得 ： 1 2i i （ 二 ） 、 積 分 運(yùn) 算vi voRi1 i2 C+-+ -vc 1 ivi R 2 c odv dvi C Cdt dt c ov v 1o iv vdtRC 由 虛 短 概 念 可 得 ：由 虛 短 概 念 可 得 ： 1 2i i 6.6 變 跨 導(dǎo) 式 模 擬 乘 法 器一 、 變 跨 導(dǎo) 式 二 象 限 模 擬 乘 法 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理 1 Co VD x xbeRv A v vr 1 1200 ( 1) T Tbe E EV Vr I I 1 1 2C

49、Co E x EE xT TR Rv I v I vV V = ，yEE Ref vI I R 1 2 2C Co EE x x yT TR Rv I v v vV RV 2 211 1 2 Co o x y x yTRR Rv v vv KvvR R RV voR1R1 R2R2+ - +-+-A1A2 A3IE1vx +VCCRCT1 RCT2T3 -VEE+-vy T4R IEEIE2v01+-IRef -v01+1.結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理 2、 特 點(diǎn) 及 符 號(hào) voR1R1 R2R2+ - +-+-A1A2 A3IE1vx +VCCRCT1 RCT2T3 -V EE+-vy T

50、4R IEEIE2v01+-IRef -v01+ KvXvyvyvx vo模 擬 乘 法 器 的 符 號(hào)特 點(diǎn) ：該 模 擬 乘 法 器 精 度 不 高 ， 且 只 能工 作 在 vy為 正 值 （ vx為 可 正 、 負(fù) 值 ） 。故 稱 為 二 象 限 乘 法 器 。 二 、 變 跨 導(dǎo) 式 四 象 限 模 擬 乘 法 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理三 、 模 擬 乘 法 器 的 應(yīng) 用1、 乘 方 運(yùn) 算 電 路 vo=Kvi2 .平 方 運(yùn) 算 電 路KvXvyvi vovyvx v o1=Kvi2 vo2=K2vi3 vo=Kn-1vinKvXvyvi KvXvyvyvxvyvx

51、 KvXvyvyvx von-1個(gè) 模 擬 乘 法 器n次 方 運(yùn) 算 電 路 2、 除 法 運(yùn) 算 電 路KvXvyv2 vx2R1 +- vovx1 R2RPini1 i2 vn 1 2 21 2 2x nv v v vR R R 0,ni 1 2,i i 0nv 2x oKv vR 12 1 2xo xvRv KR v 3、 開 平 方 運(yùn) 算 電 路KvXvyv2 vxR +- vovi RRP vyini1 i2 vn 2 2i nv v v vR R R 0,ni 1 2,i i 0nv 2oKv io vv K 2iv v 4、 壓 控 放 大 電 路5、 調(diào) 制 、 解 調(diào) 電 路