《模拟电子电路》课程PPT教学课件：第四章 集成运算放大器电路（2/2）

第4章集成运算放大器电路 1.差模电压放大倍数 差模电压放大倍数定义为输出电压与输入差模电 压之比。在双端输出时,输出电压为 d U=2U 20 od2 输入差模电压为 idl U.,=2 id2 idl -20 id2 所以 d 2 BRI (4-18) d id1 id2 式中,R1=Rk。可见,双端输出时的差模电 压放大倍数等于单边共射放大器的电压放大倍数

第4章 集成运算放大器电路 1. 差模电压放大倍数 差模电压放大倍数定义为输出电压与输入差模电 压之比。在双端输出时，输出电压为 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 i d i d i d i d i d o d o d o d o d o d U U U U U U U U U U = − = = − = − = = − 输入差模电压为 所以 b e L i d o d i d o d i d o d u d r R U U U U U U A  = = = = −  2 2 1 1 (4―18) 式中，R′ L =RC ‖ RL。可见，双端输出时的差模电 压放大倍数等于单边共射放大器的电压放大倍数。 2 1

第4章集成运算放大器电路 单端输出时,则 od1 (4-19) 或 d(单) 4-20) 20 d 可见,这时的差模电压放大倍数为双端输出时的 半,且两输出端信号的相位相反。需要指出,若单 端输出时的负载R接在一个输出端到地之间,则计算 时,总负载应改为RL=RCR1

第4章 集成运算放大器电路 可见，这时的差模电压放大倍数为双端输出时的 一半，且两输出端信号的相位相反。需要指出，若单 端输出时的负载RL接在一个输出端到地之间，则计算 Aud时，总负载应改为R′ L =RC‖RL。 单端输出时，则 u d i d o d i d o d u d u d i d o d i d o d u d A U U U U A A U U U U A 2 1 2 2 1 2 1 2 1 ( 1 1 1 ( = − − = = = = = 单） 单） (4―19) (4―20) 或

第4章集成运算放大器电路 2.差模输入电阻 差模输入电阻定义为差模输入电压与差模输入电 流之比。由图4-13可得 U 20 R id1 3.差模输出电阻 双端输出时为 Rod=2Rc (4-22a 单端输出时为 R od(单) R (4-22b)

第4章 集成运算放大器电路 2. 差模输入电阻 差模输入电阻定义为差模输入电压与差模输入电 流之比。由图4―13可得 be i d i d i d i d i d r I U I U R 2 2 1 = = = 3. 差模输出电阻 双端输出时为 (4―21) od C od C R R R R = = (单） 2 单端输出时为 (4―22a) (4―22b)

第4章集成运算放大器电路 二、共模抑制特性 如果在图4-12差动放大器的两个输入端加上一对 大小相等、相位相同的共模信号,即Ul=U/2=U由图 可知,此时两管的射极将产生相同的变化电流ΔE,使 得流过RE的变化电流为2△i,从而引起两管射极电位 有2RE△i的变化。因此,从电压等效的观点看,相当 每管的射极各接有2R的电阻

第4章 集成运算放大器电路 二、共模抑制特性 如果在图4―12差动放大器的两个输入端加上一对 大小相等、相位相同的共模信号，即Ui1 =Ui2 =Uic,由图 可知，此时两管的射极将产生相同的变化电流ΔiE，使 得流过RE的变化电流为2ΔiE，从而引起两管射极电位 有2 RE Δ iE的变化。因此，从电压等效的观点看，相当 每管的射极各接有2 RE的电阻

第4章集成运算放大器电路 通过上述分析,图4—-12电路的共模等效通路如图 4--14所示。利用该电路,现在来分析它的共模指标 1共模电压放大倍数 双端输出时的共模电压放大倍数定义为 c2 IC 当电路完全对称时, Uoa,所以双端输出 的共模电压放大倍数为零,即A1=0

第4章 集成运算放大器电路 通过上述分析，图4―12电路的共模等效通路如图 4―14所示。利用该电路，现在来分析它的共模指标。 1.共模电压放大倍数 双端输出时的共模电压放大倍数定义为 i c oc i c i c oc uc U U U U U A 1 − 2 = = 当电路完全对称时，Uoc1 =Uoc2 ,所以双端输出 的共模电压放大倍数为零，即Auc =0

第4章集成运算放大器电路 单端输出时的共模电压放大倍数定义为 oc2 lc(单) lc(单) 由图4-14可得 oc2 lc(单) V2+(1+B)2Rg (4-23) IC 通常满足(1+)2RB>,所以上式可简化为 R L(单)2Rg (4-24)

第4章 集成运算放大器电路 单端输出时的共模电压放大倍数定义为 b e E C i c o c i c o c u c i c o c u c i c o c u c r R R U U U U A U U A U U A (1 )2 1 2 ( 2 ( 1 (   + + = = = − = = 单） 单） 或 单） (4―23) 由图4―14可得 通常满足(1+β)2RE>>rbe，所以上式可简化为 E C uc R R A 2 (单） − (4―24)

第4章集成运算放大器电路 可见,由于射极电阻2R的自动调节(负反馈)作用, 使得单端输出的共模电压放大倍数大为减小。在实际 电路中,均满足RE>RC,故1(单)0.5,即差动放大器 对共模信号不是放大而是抑制。共模负反馈电阻R越 大,则抑制作用越强

第4章 集成运算放大器电路 可见，由于射极电阻2RE的自动调节(负反馈)作用， 使得单端输出的共模电压放大倍数大为减小。在实际 电路中，均满足RE>RC，故|Auc(单)|<0.5，即差动放大器 对共模信号不是放大而是抑制。共模负反馈电阻RE越 大，则抑制作用越强

第4章集成运算放大器电路 2.共模输入电阻 由图4-14不难看出,共模输入电阻为 R l2n2+(1+B2R (4-25) 3共模输出电阻 单端输出时为 R (单) R (4-26)

第4章 集成运算放大器电路 2. 共模输入电阻 由图4―14不难看出，共模输入电阻为 [ (1 )2 ] 2 1 2 1 b e E i c i c i c i c i c r R I U I U R = = = + +  (4―25) 3.共模输出电阻 单端输出时为 R oc(单）= RC (4―26)

第4章集成运算放大器电路 共模抑制比KCMR 为了衡量差动放大电路对差模信号的放大和对共模 信号的抑制能力,我们引入参数共模抑制比KCMR。它 定义为差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值,即 CMR (4-27) KCMR也常用dB数表示,并定义为 CMR=201g (dB) (4-28) uc

第4章 集成运算放大器电路 三、共模抑制比KCMR 为了衡量差动放大电路对差模信号的放大和对共模 信号的抑制能力，我们引入参数共模抑制比KCMR。它 定义为差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值，即 uc ud CMR A A K = (4―27) 20lg (dB) A A K u c u d CMR = KCMR也常用dB数表示，并定义为 (4―28)

第4章集成运算放大器电路 KCMR实质上是反映实际差动电路的对称性。在 双端输出理想对称的情况下,因A-=0,所以KCMR趋于 无穷大。但实际的差动电路不可能完全对称,因此 KCMR为一有限值。在单端输出不对称的情况下, KCMR必然减小,由式(4-18)、(4-19)和(4-23)可求 得 (4-29)

第4章 集成运算放大器电路 KCMR实质上是反映实际差动电路的对称性。在 双端输出理想对称的情况下，因Auc =0,所以KCMR趋于 无穷大。但实际的差动电路不可能完全对称，因此 KCMR为一有限值。在单端输出不对称的情况下， KCMR必然减小，由式(4―18)、(4―19)和(4―23)可求 得 uc ud CMR A A K = (4―29)