运放中有源负载放大电路的分析与计算方法

运放中有源负载放大电路的分析与计算方法

恒流源电路分析，恒流源电路的恒流值和恒流源内阻计算,多级放大电路和差分放大电路的动态指标计算等。

恒流源负载放大电路的分析过程如下：

        （1）快速找出放大电路中的各种恒流源电路；

        （2）计算恒流源电路的恒流值及其内阻，得到等效恒流源，将恒流源负载放大电路转换成一般放大电路。

        （3）采用一般多级或差分放大电路的分析方法计算放大电路的指标。

非有源负载放大电路的放大倍数与动态范围是一对矛盾。图1是一般单管放大电路，静态工作点为：

图1

        负载开路时的中频交流放大倍数等于。当晶体管选定后，若要增加放大倍数，只有增加集电极电阻，而的增加将导致迅速减少，降低动态工作范围。

        既要保证集电极的动态电阻足够大，又要保证静态工作点稳定的惟一方法是选择恒流源（有源）负载。

        [例1]图2(a)是uA741运放电路中间级放大电路的简化电路图。设三极管的放大倍数，基极体电阻，NPN管集电极和发射极之间的动态电阻，PNP管集电极和发射极之间的动态电阻，，试计算电路的放大倍数，输入和输出电阻。

图2

        1．静态偏置分析

        图2(a)中，和构成镜像恒流源，既提供的静态偏置，同时作为的有源负载。将用恒流源等效后，图2(a)的直流通路变成图2(b)。

        2．动态（交流）分析

        图2(b)的交流通路如图3(a)，微变等效电路如图3(b)，其中

图3

        。

        （1）放大倍数计算

        由图3(b)可得，

        （2）输入电阻计算

        （3）输出电阻计算

        第一级的输出电阻为：

        输出电阻计算的的电路如图4所示。

图4

        [例2] 图5(a)是uA741运放电路输入差分级放大电路的简化电路图，试画出其电路模型。

图5

        1．静态偏置分析

        、和、构成CC-CB型复合电路，其静态偏置由恒流源和、构成镜像恒流源提供，。

        静态偏置用恒流源代替后的等效直流通路如图5(b)。

        2．动态分析

        、、和、、构成精密镜像恒流源电路，。差分输出电流，输出放大倍数增加一倍。、、同时作为、管的有源负载。等效后的交流通路如图6。三极管用微变模型替换后的差分放大电路的电路模型如图7。

图6

图7