【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 icic RrIUIUR ?????? (4–25) 單端輸出時(shí)為 Coc RR ?單）( (4–26) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 三 、 共模抑制比 KCMR 為了衡量差動(dòng)放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力 ， 我們引入?yún)?shù)共模抑制比 KCMR。 它定義為差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值 ， 即 ucudC M R AAK ? (4–27) )(lg20 dBAAKucudC M R ?KCMR也常用 dB數(shù)表示，并定義為 (4–28) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 KCMR實(shí)質(zhì)上是反映實(shí)際差動(dòng)電路的對(duì)稱性 。 在雙端輸出理想對(duì)稱的情況下 ， 因 Auc=0,所以 KCMR趨于無窮大 。 但實(shí)際的差動(dòng)電路不可能完全對(duì)稱 ， 因此KCMR為一有限值 。 在單端輸出不對(duì)稱的情況下 ，KCMR必然減小 ， 由式 (4–18)、 (4–19)和 (4–23)可求得 ucudC M R AAK ? (4–29) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 四 、 對(duì)任意輸入信號(hào)的放大特性 如果在圖 4–12差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端分別加上任意信號(hào) Ui1和 Ui2， 即 Ui1和 Ui2既不是差模信號(hào) ， 也不是共模信號(hào) ， 這時(shí)可以把 Ui1和 Ui2寫成如下形式： 222121211212112222icidiiiiiicidiiiiiUUUUUUUUUUUUUU????????????(4–30) (4–31) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 不難看出 ， 差動(dòng)電路相當(dāng)輸入了一對(duì)共模信號(hào) 21212121212122iiidididiiiciciciiicicUUUUUUUUUUUUUU????????????和一對(duì)差模信號(hào) 根據(jù)定義 ， 這時(shí)的差模輸入電壓為 (4–32) (4–33) (4–34) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 4–3–3具有恒流源的差動(dòng)放大電路 圖 4–12所示的基本差動(dòng)放大器 ， 存在兩個(gè)缺點(diǎn)：一是共模抑制比做不高 ， 二是不允許輸入端有較大的共模電壓變化 。 對(duì)于前者 ， 是因?yàn)椴罘殴?V1,V2的 rbe與RE相關(guān) ， 即 RE較大而忽略 rbb′時(shí) ， 由式 (4–15)， rbe可近似為 EETEEQTbe UURIUr 2)1()1( ?? ???? 與 RE成正比 。 對(duì)于單端輸出 ， 將上式代入式 (4–29)可得 TEECTLEEC M R UURURUK22( ???單）(4–38) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 若 UEE=15V， 則室溫下 ， KCMR(單 )的上限約為300， 而與 RE的取值無關(guān) 。 對(duì)于雙端輸出 ， 在電路不對(duì)稱時(shí) ， 也有類似情況 。 可見 ， 不能單靠增大 RE來提高共模抑制比 。 對(duì)于后者 ， 因?yàn)檩斎牍材ｋ妷旱淖兓瘜⒁鸩罘殴芄采錁O電位的變化 ， 進(jìn)而將影響差放管的靜態(tài)工作電流 ， 使 rbe改變 。 因此 ， 輸入共模電壓變化將直接造成差模電壓放大倍數(shù)的變化 ， 這是我們不希望的 。 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 為此 ， 用恒流源代替圖 4–12電路中的 RE， 可以有效地克服上述缺點(diǎn) 。 一種具有恒流源的差動(dòng)放大電路如圖 4–15(a)所示 。 圖中 ， 恒流源為單管電流源 。 這是分電流源 、 小電流電流源等 。 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 RCUC2RCUC1Ui1V1V2－＋Uoc－ UEEV3UB3R1R2R3Ui2( a ) ( b )UCCRCRCUi1V1V2－＋UoUi2－ UEEIUCC 圖 4–15 (a)用單管電流源代替 RE的差動(dòng)電路； (b)電路的簡(jiǎn)化表示 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 圖 4–15(a)電路的靜態(tài)工作點(diǎn) ， 可按以下方法估算： CQCBECCQCEQCECQCQCBERECEERRIUUUUIIIRUUIIURRRU1213213332122122???????????第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 4–3–4差動(dòng)放大器的傳輸特性 在圖 4–16電路中 ， 設(shè)恒流源電流 I小于差放管的集電極臨界飽和電流 ， 即 IUCC/RC， 從而使差放管的工作點(diǎn)偏向截止區(qū) 。 在此條件下 ， 圖中的兩個(gè)對(duì)稱差放管 V1,V2 TBETBETBETBEUuSUuSEUuSUuSEeIeIieIeIi//2//12211)1()1(??????(4–39a) (4–39b) 由圖可知 21 EE iiI ??第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 RCRCiC1uidV1V2－＋uo＋－ UEEI－iC2UCC 圖 416 簡(jiǎn)化的差動(dòng)放大器 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 211221111222( 1 ) 1( 1 ) 1B E B ETB E B ETuuUEECEuuUEECEiI i i eiiI i i ei????? ? ? ?????????? ? ? ???????(440a) (440b) 由于 ，因而將其代入式（ 44a)可解的 12B E B E i du u u??/ 2 /1 / / 2 / ()1 2 2 2 2 2i d T i d Ti d T i d T i d Tu U u UidC u U u U u UTI I I e e I I ui the e e U????? ? ? ? ???(441a) 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 用同樣推導(dǎo)方法可得 2 / ()1 2 2i d TidC uUTI I ui t heU???(441b) 可見， iC1和 iC2與成雙曲線正切函數(shù)關(guān)系。因?yàn)? uo=ic1Rc+ ic2Rc=(ic1ic2) Rc 12 ()2idCCTui i I t hU??(442) 12( ) ( )2ido C C C CTuu i i R R I t hU? ? ? ? ?(443) 故有 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 由式（ 441）和（ 443），可繪出差動(dòng)放大器輸出電流 iC1 、 iC2和輸出電壓 uo與差模輸入電壓 uid之間的傳輸特性曲線，分別如圖 417（ a)、 (b)所示。分析該曲線，可以得出如下結(jié)論。 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 iC1, iC2IiC1iC2iC1 iC2－ 6UT/－ 4UT－ 2UT0 2 UT4 UT6 UTuid( a )QI2 圖 4–17 (a)電流傳輸特性曲線； (b)電壓傳輸特性曲線 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 圖 4–17 (a)電流傳輸特性曲線； (b)電壓傳輸特性曲線 uoIRC－ 6UT/－ 4UT－ 2UT02 UT4 UT6 UTuid－ I RC( b )第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 一 、 兩管集電極電流之和恒等于 I 當(dāng) uid=0 時(shí) ， 差 動(dòng) 電 路 處 于 靜 態(tài) ， 這時(shí)iC1=iC2=ICQ=I/2。 當(dāng)差模電壓輸入時(shí) ， 一管電流增大 ，另一管電流減小 ， 且增大量等于減小量 ， 兩管電流之和恒等于 I。 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 二 、 傳輸特性具有非線性特性 由圖 4–17不難看出 ， 在靜態(tài)工作點(diǎn)附近 ， 當(dāng)|uid|≤UT， 即室溫下 ， uid在 26mV以內(nèi)時(shí) ， 傳輸特性近似為一段直線 。 這表明 iC1,iC2和 uo與 uid成線性關(guān)系 。 當(dāng) | uid |≥4 UT,即 uid超過 100mV時(shí) ， 傳輸特性明顯彎曲 ， 而后趨于水平 ， 說明 | uid |繼續(xù)增大時(shí) ， iC1,iC2和 uo將保持不變 。 這表明差動(dòng)電路在大信號(hào)輸入時(shí) ， 具有良好的限幅特性或電流開關(guān)特性 。 此時(shí) ， 一管截止 ， 恒流源電流全部流入另一管 。 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 為了擴(kuò)展傳輸特性的線性區(qū)范圍 ， 可在每個(gè)差放管的射極串接負(fù)反饋電阻 R(或在基極串接電阻 RB)， 如圖 4–18(a)所示 。 擴(kuò)展后的電流傳輸特性曲線見圖 418(b)。 顯然 ， R(RB)越大 ， 擴(kuò)展的線性區(qū)范圍將越大 ， 如圖 (b)曲線 ① 、 ② 所示 。 不過 ， 隨著線性區(qū)范圍的擴(kuò)大 ， 曲線的斜率減小 ， 表明差動(dòng)放大器的增益將隨之降低 。 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 ( RB) ( RB)V1V2R R－ UEEI( a ) 圖 4–18 (a)串接 R(RB)的線性區(qū)擴(kuò)展電路； (b)線性區(qū)擴(kuò)展后的電流傳輸特性曲線 第 4章 集成運(yùn)算放大器電路 圖 4–18 (a)串接 R(RB)的線性區(qū)擴(kuò)展電路； (b)線性區(qū)擴(kuò)展后的電流傳輸特性曲線