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表示。差模输入电路如图4.7所示, 由图可得
ui1 ui 2
图4.8所示, 由图可得
1 2 uid
(4. 7)
共模输入信号常用uic 来表示。共模输入电路如
u u u
ic i1
i2
(4. 8)
集成运算放大器
差模信号为两输入信号之差, 用uid表示, 即
u u u
id i1
i2
8 4 14
TO －5
凹格标记
1
7
集成运算放大器
调零－ 1 －IN 2 ＋IN 3 －UCC 4 MIN-DIP
8 NC 7 ＋UCC 6 Uo 5 调零＋
NC NC 调零－ －IN ＋IN －UCC NC
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8
NC NC NC ＋UCC Uo 调零＋ NC
I
EQ 2
CQ 1
I CQ 2
BQ1
I
BQ 2
2R I I
CQ
U EE
e EQ1
(4. 3) (4. 4) (4. 5)
U
CEQ1
U CEQ 2 U CC U EE I CQ1 ( Rc 2 Re )
(4. 6)
集成运算放大器
＋UCC
Rc ＋ uo Rb ＋ ui1 － Re V1 －
Rc Rb V 1 ＋ ui1 － I －UEE RL ＋ uo1 －
Rc V2 Rb ＋ ui2 －
图4.13 双端输入、 单端输出差放电路
集成运算放大器
＋UCC
Rc Rb ＋ ui － I －UEE V1 ＋ uo － V2
Rc Rb
图4.14 单端输入、 双端输出差动放大电路
集成运算放大器
Rb iB2
图4.7 差模输入电路
集成运算放大器
＋UCC
iC1 Rb ＋ uic － ＋ ui1 －
Rc uoc V1 ＋ －
Rc
iC2
V2
Rb ＋ iB2 ui2 －
iB1 iE1 Re iE2 －UEE
图4.8 共模输入电路
集成运算放大器
2） 对差模信号的放大作用 图4.9所示, 由图可以看出, 当从两管集电极取电压 时, 其差模电压放大倍数表示为
RP:调零电位器， 保证输入电压为 零时，输出电压 也为零
Rb ＋ 2.2 k ui1 － 2.2 k ＋UCC Rc 3k ＋ uo V1 RP 220 Re Rc 3k － Rb V2 2.2 k ＋ ui2 －
辅助电源:与Re配合， 解决Re大阻值与提供 合适的Q点的矛盾
－UEE －12 V
Re:射极公共电阻， 可以稳定Q点及抑 制零漂
－UEE －12 V
Re:射极公共电阻， 可以稳定Q点及抑 制零漂
图 4.1 典型差动放大电路
集成运算放大器
2． 抑制零漂演示 1) 演示过程 (1) 当将两输入端与地连接即ui=0 时, 将万用表 直流电压挡接在输出端, 此时会发现, 万用表的指针 几乎不动, 即UO=0。 (2) 若用一只手捏住一只管子的管壳 时, 你会发 现, 万用表的指针慢慢偏转, 说明此时的输出电压已
计电路时, 合理安排, 使各级都有合适的静态工作点。
若将直接耦合放大器的输入端短路（ui=0）, 理论 上讲, 输出端应保持某个固定值不变。 然而, 实际情况 并非如此, 输出电压往往偏离初始静态值, 出现了缓慢 的、 无规则的漂移, 这种现象称为零点漂移。
集成运算放大器
4.2 差动放大电路
4.2.1电路组成与演示 1．电路组成 图4.1为典型差动放大电路, 它是由两个完全对称
Rc Rb V2 ＋ ui2 －
－UEE
图 4.5无调零电位器的差放电路
集成运算放大器
＋UCC ICQ1 ＋ Rb IBQ1 IEQ1 ＋ UCEQ1 － Re UO － ＋ UCEQ2 － IR e IEQ2 Rb IBQ2 ICQ2
－UEE
图 4.6 直流通路
集成运算放大器
2． 动态性能分析 1） 输入信号的类型 在放大器两输入端分别输入大小相等、 相位相反 的信号, 即ui1=-ui2时, 这种输入方式称为差模输入, 所 输入的信号称为差模输入信号。 差模输入信号用uid来
压增益。
集成运算放大器
3． 输出级
输出级的主要作用是输出足够的电流以满足负载 的需要, 同时还需要有较低的输出电阻和较高的输入电
阻, 以起到将放大级和负载隔离的作用。
4． 偏置电路 偏置电路的作用是为各级提供合适的工作电流, 一 般由各种恒流源电路组成。
u－ u＋ － ＋
图 4.19 集成运放的符号
IBQ1=IBQ2=IBQ IEQ1=IEQ2=IEQ ICQ1=ICQ2=ICQ UCQ1=UCQ2=UCC－ICQRc
UO=UCQ1－UCQ2=0
集成运算放大器
4.2.2差动放大电路的性能分析 从理论上讲, 差放电路的参数是对称的, 因此, 在分
析时, 为了方便, 可采用如图4.5所示的差放电路。
（4. 20）
K K
CMR
A A
ud uc
CMR
20lg
A A
ud uc
( dB)
（4. 21）
集成运算放大器
4.3 差动放大电路的另外几种接法
差动放大电路有两个输入端和两个输出端, 所以在
信号源与两个输入端的连接方式及负载从输出端取出电
压的方式上可以根据需要灵活选择。 1． 双端输入、 单端输出 在图4.13中, 输出信号只从一管的集电极对地输出, 这种输出方式叫单端输出。此时由于只取出一管的集电
R3
R2
恒流源
－UEE
图4.11 恒流源差动放大电路图
集成运算放大器
4.2.4衡量差动放大电路的性能指标——共模抑制比 实际应用中, 差动放大电路两输入信号中既有差模
信号成分, 又有无用的共模输入成分, 此时可利用叠加
原理来求总的输出电压, 即
u A u A u
o ud id uc
ic
（4. 19）
端输出电路计算相同。
集成运算放大器
Rc Rb ＋ ui － ＋ ube1 － r →∞ ＋ uo －
Rc Rb ＋ － uቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe2
图 4.15 单端输入差放电路的交流通路
集成运算放大器
＋UCC
Rc Rb ＋ ui － I －UEE V1 ＋ uo1 －
Rc Rb
V2
图 4.16 单端输入、 单端输出 差动放大器
集成运算放大器
4.4集成运算放大器
4.4.1集成运算放大器件的识读
常见的集成运算放大器有圆形、 扁平型、 双列直
插式等, 有8管脚、 14管脚等。 4.4.2集成运放的组成及其符号
集成运算放大器
管键
＋UCC Uo 调零＋ NC 调零－ 1 2 4 3 －UCC －IN ＋IN
7 6 5
8
金属封 片标记
极电压变化量, 只有双端输出电压的一半, 因而差模电压
放大倍数也只有双端输出时的一半。
集成运算放大器
Aud 1
其中
' L
1 2
c
A
ud
L
R
' L
2( R B rbe )
（4. 22）
R R // R
信号也可以从V2的集电极输出, 此时式中无负号, 表示同相输出。
集成运算放大器
＋UCC
图4.17集成运算放大器内部组成原理框图
集成运算放大器
1． 输入级 输入级是提高运算放大器质量的关键部分, 要求其
输入电阻高, 为了能减小零点漂移和抑制共模干扰信号,
输入级都采用具有恒流源的差动放大电路, 也称差动输 入级。
2． 中间级
中间级的主要作用是提供足够大的电压放大倍数,
故而也称电压放大级。 要求中间级本身具有较高的电
2． 单端输入、 双端输出 将差放电路的一个输入端接地, 信号只从另一个输
入端输入, 这种连接方式称为单端输入, 如图4.14所示。
它的交流通路如图4.15所示。 3． 单端输入、 单端输出 电路如图4.16所示, 由于单端输入与双端输入情况相 同, 因而单端输入、单端输出电路计算与双端输入、 单
14PIN DIP
4.2集成运放外形结构示意图
集成运算放大器
4.4.2集成运放的组成及其符号 集成运放内部实际上是一个高增益的直接耦合放大
器, 其内部组成原理框图用图4.17 表示, 它由输入级、
中间级、 输出级和偏置电路等四部分组成。
＋ uid －
差动输 入级
电压放大 级
输出级
uo
偏置电路
经不为零了, 如图4.3所示。
集成运算放大器
＋UCC
0
Rc Rb V1
＋ －
Rc
UO＝0 RP
V2
Rb
Re
－UEE
图 4.2零输入时零输出
集成运算放大器
(3) 若用两只手分别捏住两只管子的管壳（相当 于给两只管子同时加热）时, 万用表的指针指向零, 说明输出电压为零, 如图4.4所示。
集成运算放大器
集成运算放大器
第4章 集成运算放大器
• • • • • 4.1 直接偶合放大器存在的问题 4.2 差动放大电路 4.3 差动放大电路的另外几种接发 4.4集成运算放大器 4.5 集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器
4.1 直接耦合放大器存在的问题
1.偶合工作点的相互影响 在直接耦合放大器中, 由于级与级之间无隔直(流) 电容, 因此各级的静态工作点相互影响, 从而要求在设
