集成运放

耦合电路方式

耦合方式	电路图
直接耦合
阻容耦合
变压器耦合
光电耦合

（课本123页）

四种常见的耦合方式：

1. 直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端

1. 缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因静态工作点相互影响，这样就给电路的分析、设计和调试带来一定的困难。
2. 优点：最突出的优点是具有良好的低频特性
3. 问题：最大问题是存在零点漂移现象，即输入信号为零时，输出电压产生变化的现象

2. 阻容耦合：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输人端

1. 缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号
2. 优点：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，在求解或实际调试Q点时可按单级处理，所以电路的分析、设计和调试简单易行。
3. 应用：通常只有在信号频率很高输出功率很大等特殊情况下，才采用阻容耦合方式的分立元件放大电路。

3. 变压器耦合：将放大电路前级的输出信号通过变压器接到后级的输人端或负载电阻上

1. 缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，且笨重，更不能集成化。
2. 优点：由于变压器耦合放大电路的前、后级靠磁路耦合，所以与阻容耦合放大电路一样，它的各级放大电路的静态工作点相互独立,便于分析、设计和调试。
3. 应用：与前两种耦合方式相比，其最大特点是可以实现阻抗变换，因而在分立元件功率放大电路中得到了广泛应用。只有在继承放大电路无法满足需要的情况下，如需要输出特大功率，或实现高频功率放大时，才考虑用分立元件构成变压器耦合放大电路

4. 光电耦合：是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，因其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用

CTR的数值比β小得多，只有0.5~1.5。

多级放大电路的电压放大倍数等于组成它的各级放大电路的电压放大倍数之积。

多级放大电路的输人电阻就是第一级的输人电阻，多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻。当共集放大电路作为输人级(即第一级)时，它的输人电阻与其负载，即与第二级的输人电阻有关；而当共集放大电路作为输出级(即最后一级)时,它的输出电阻与其信号源内阻，即与倒数第二级的输出电阻有关。

长尾式差分放大电路

四种输入输出类型

差分放大电路能够有效地克服温漂，是组成直接耦合多级放大电路的基本电路，常用作集成放大电路的输入级。它一方面利用参数的理想对称性，使一对放大管的温漂相等，以抵消在输出端产生的漂移；另一方面利用发射极电阻的共模负反馈作用，来克服每只放大管的温漂。

在差分放大电路的两个输入端，若所加输人信号数值相等极性相同，则称之为共模信号；若所加输人信号数值相等、极性相反,则称之为差模信号。差分放大电路抑制共模信号u_Ic，放大差模信号u_Id。其动态参数有输人电阻R_i、输出电阻R_o、差模放大倍数A_d、共模放大倍数A_c、共模抑制比K_CMR，其中

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（课本134页，139页详细介绍，辅导书92页）

增大R_e是改善共模抑制比的基本措施。

通常,由于R_b的数值较小，I_BQ的数值也很小，因而在上表近似认为晶体管的基极静态电位为零，故发射极电位U_EQ≈-U_BEQ。

四种接法电路的特点归纳为:

1. 四种接法电路的输入电阻均为2(R_b+r_be)。
2. A_d、A_e、R_o、K_CMR与输出方式有关。
3. 对于单端输入接法，在输人差模信号的同时总伴随着共模信号输人。若输入信号为△u_I，其差模输入电压△u_Id=△u_I，共模输人电压△u_Ic= △u_I/2。.
4. 若表中所有电路均为具有恒流源的差分放大电路，则其共模放大倍数均为0，共模抑制比均为无穷大。
5. R_e只对共模信号有负反馈作用，在差模信号作用下R_e中电流不变，故对差模信号无反馈作用。

零点漂移：在直接耦合放大电路中，即使将输人端短路，用灵敏的直流表测量输出端，也会有变化缓慢的输出电压。这种输人电压为零而输出电压的变化不为零的现象。

在放大电路中，任何元件参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移。采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减小因此而产生的漂移。由温度变化所引起的半导体器件参数的变化就成为产生零点漂移现象的主要原因，因此，也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。

抑制温漂的方法：

1. 在电路中引入直流负反馈
2. 采用温度补偿方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化
3. 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”，该方法也可以归结为温度补偿

具有恒流源的差分放大电路

为更有效地抑制每一边电路的温漂，为使共模负反馈等效电阻趋于无穷大，常将发射极电阻用恒流源取代，如下图的左边所示。可用静态工作点稳定电路作为恒流源，如下图的右边所示。

在第二个电路中，

差分管的发射极电流

几乎为恒流，因此对于共模信号等效为无穷大电子。

在实用电路中，为了弥补电路参数的非对称性，常在两只差分管的发射极加一个小阻值的电阻器，如下图左边所示，调整电路在输人差模信号为零时输出电压为零。若电位器的滑动端在中点，则

	晶体管		场效应管
电路图
相关参数			目的：增大输入电阻

电流源电路

基本电流源电路

电流源电路为各级提供合适的静态电流；或作为有源负载取代高阻值的电阻，从而提高放大电路的放大能力。

电流源	基准电流	集电极电流
镜像电流源		β>>2
比例电流源		只要改变Re0和Re1的阻值,就可以改变IC1和IR的比例关系。
微电流源

（课本144页）

改进型电流源电路

电流源	加射极输出器的电流源	威尔逊电流源
电路图
基准电流
集电极电流		所以

多路电流源电路

电流源	以比例电流源为基础	横向PNP型管	MOS管多路电流源
电路图
公式

互补输出级

基本互补输出电路由具有对称特性的NPN型和PNP型管组成，它们的集电极分别接正、负电源，基极与基极相连作为输入端，发射极与发射极相连作为输出端，如下图所示。静态时，输出电压为零，即零输入时零输出；有信号时两只管子交替工作，两路电源交替供电,信号的。正、负半周均为射极跟随形式，具有很强的带负载能力；适于做直接耦合多级放大电路的输出级。

在互补输出级中，消除交越失真电路的组成原则一是使两只放大管静态时均处于临界导通状态，二是动态损失小。即两只放大管基极之间的静态电压约为2倍b-e间的开启电压，而对于交流信号两只放大管基极之间的动态电压约为零。

由于当|u_BE |小于开启电压时两只管子均截止，故输人信号在零附近将产生失真，称为交越失真，如上图所示。消除交越失真的方法是设置合适的静态工作点，使T1和T2基极之间的静态电压为两倍的开启电压，均处于临界导通状态，从而使输人电压过零时至少有一只晶体管导通。

集成运放的主要性能指标及类型

主要性能指标

（辅导书96页）

在近似分析时，常把集成运放的参数理想化，即认为A_od、K_CMR、r_id、f_H等参数值均为无穷大，而U_IO和dU_IO/dT、I_IO和I_IO/dT、I_IB等参数值均为零。

按性能标准分类的特殊性集成运放

（辅导书97页）

读图方法

集成运放的读图始终是学习的难点。读图的一.般方法和步骤为:

1. 将偏置电路分离出来。首先找出多路电流源的基准电流；通常，在集成运放电路中若有一个支路的电流可以估算出来，则该电流就是基准电流。然后找出与基准电流存在镜像、比例等关系的那部分电路，它们组成偏置电路。
2. 简化电路。将偏置电路的多路电流用电流源取代，仅剩下与信号放大有关的部分。
3. 读放大电路。集成运放内部电路中的晶体管很多，但作为放大的管子并不多，分析时要按信号流通顺序将其分成为若干级，通常为三级。
4. 进一步分析电路的性能特点。