第三章 集成运算放大器

高级物理学案

第三章 集成运算放大器

3.1基本要求

1.熟练掌握差动放大器的结构、工作原理及静态工作点、动态指标的计算。

2.了解差动放大器抑制零点漂移的原理。

3.了解镜像电流源、微电流源的组成及工作原理。

4.了解集成运算放大器的组成及工作原理。

5.了解集成运算放大器的主要参数。

3.2 解答示例及解题技巧

题3-2

解：（1）放大器的差模输入信号：

uid= ui1- ui2=10-5=5mV

放大器的共模输入信号：

u ui210 5uic i1 7.5mV 22

差模输出信号：uod Auduid 100 5 500mV

共模输出信号： uoc Aucuic 0

总输出信号： uo uod uoc 500mV

（2）放大器的差模输入信号：

uid= ui1- ui2=0.49-0.51=-0.02V

放大器的共模输入信号：

u uuic i1i2 0.49 0.51 0.5V 22

差模输出信号：uod=Aud usd= -20×(-0.02)=0.4V

共模输出信号：uoc=Auc usc= -0.2×0.5= -0.1V

总输出信号： uo= uod+ uoc=0.4-0.1=0.3V

题3-4

解：（1） IC3

IC1Q IC2Q UZ UBE8 0.7 2mA Re3.6IC3 1mA 2

UC1Q= UC2Q=VCC-IC1QRC=12-1×5=7V

（2）图P3-4的交流通路如图T3－4所示。

高级物理学案

rbe1 rbe2 rbb' 图T3－4 (1 1)26mv 200 51 26 1.5k IC1Q1

AudRL) 50 (5//10)22 25 1 1.5 51 0.05Rb rbe1 (1 1)W

2

R（3） Rid 2[Rb rbe1 (1 1)W] 2(1 1.5 51 0.05) 10k 2 1(RC//

Rod=2RC=10k

*讨论：图P3-4中的差动放大器在两个BJT的发射极之间放置了可调电阻RW，RW

起调0作用，即在静态时，调整RW去补偿由于管子不对称造成的误差，以保证输出电

压为0。要注意：在计算差模电压放大倍数和差模输入电阻时，要考虑RW的影响。

图P3-4中的差动放大器属于恒流源差放，它能够提高放大器的共模抑制能力，而不

会影响差模指标，这是因为恒流源部分对于差模信号来讲可视为短路。

题3-5

解：（1）三极管T1 、T2 和电阻R1组成镜像电流源电路。在放大器中作有源负载，代替集电极电阻，由于电流源的交流电阻很大，提高了放大器的电压放大倍数；而直流电阻较小，又不会影响放大器的直流工作点。

V BE1（2） Ic2 Ic1 IREF CC 1

题3-8

UT V ln CC 解： T1 与T2 组成微电流源，有： IC2≈e2 C2

UT VCC 26 10 ln ln 12.2k IR IC2 C2 0.01 0.01 9.3

U VCC T1 与T3 组成微电流源，有：IC3≈T ln IR Re3 C3 Re2

Re3 UT VCC 26 10 ln 618 0.1ln C30.1 9.3 C3

3.3 习题答案

高级物理学案

题3-3 （1）IB1Q≈0.01mA IC1Q≈0.5mA UCE1Q≈9V

uu (2) Aud od 28.4 Auc oc 0 uiduic

(3) Rid≈35k Ric≈1M Rod=20k

β2Re题3-6 Ro rce2[1 ] be2 (//be1) e

V U U题3-7 IC2 IC3 IC1 IR1 R1

题3-9 图P3-9的差动放大电路中，镜像电流源作为T1、T2的有源负载，则在负载电阻

RL上的电流变化为2id。换句话说，后级负载中得到的信号是单端输出信号的两倍。 所以： Au= uo

uid 2gmUgSRL'2UgS gmRL' gmRL

其中： RL' rce//rds//RL RL

题3-10当输入信号太大时，会出现波形的上、下都切顶的失真。当互补对称射极输出电

路中的两个三极管的基极之间无偏置电压时，会出现交越失真。

题3-11（1）电阻R1、R2和T3组成“UBE扩大电路”。可为T1、T2提供微小的偏置电压，

U以克服交越失真。电路中因T3的UBE近似为常数，所以流过R2的电流BE恒定，又知2

此电流近似等于流过R1的电流（忽略IB3），于是有偏置电压：

URUCE3 UBE3 BE3R1 UBE(1 1) 322

由上式可见，当电路参数一定时，UCE3是恒定的，并且可通过改变电阻R1、R2 的数值

来调节UCE3。

（2）图P3-11中的T4与电流源I组成共射放大器，电流源I 在放大器中作有

源负载，代替集电极电阻，利用其大的交流电阻提高放大器的电压放大倍数。

题3-12（1）本电路中T2管仅起温度补偿作用，而T2管是否有集电极电阻不会影响这种

作用，所以可以省去这一电阻。

（2）R5、T3和电流源I组成的共射放大电路作功放的驱动级。电流源I 在放大器中作

有源负载，代替集电极电阻，利用其大的交流电阻提高放大器的电压放大倍数。

（3）D1、D2和T4 、T5 组成能够克服交越失真的互补对称射极输出电路。D1和D2给

T1和T2提供微小的偏置电压，以消除交越失真。

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