運放中有源負載放大電路的分析與計算方法

恒流源電路分析，恒流源電路的恒流值和恒流源內阻計算,多級放大電路和差分放大電路的動態指標計算等。

恒流源負載放大電路的分析過程如下：

        （1）快速找出放大電路中的各種恒流源電路；

        （2）計算恒流源電路的恒流值及其內阻，得到等效恒流源，將恒流源負載放大電路轉換成一般放大電路。

        （3）采用一般多級或差分放大電路的分析方法計算放大電路的指標。

非有源負載放大電路的放大倍數與動態范圍是一對矛盾。圖1是一般單管放大電路，靜態工作點為：

圖1

        負載開路時的中頻交流放大倍數等于。當晶體管選定后，若要增加放大倍數，只有增加集電極電阻，而的增加將導致迅速減少，降低動態工作范圍。

        既要保證集電極的動態電阻足夠大，又要保證靜態工作點穩定的惟一方法是選擇恒流源（有源）負載。

        [例1]圖2(a)是uA741運放電路中間級放大電路的簡化電路圖。設三極管的放大倍數，基極體電阻，NPN管集電極和發射極之間的動態電阻，PNP管集電極和發射極之間的動態電阻，，試計算電路的放大倍數，輸入和輸出電阻。

圖2

        1．靜態偏置分析

        圖2(a)中，和構成鏡像恒流源，既提供的靜態偏置，同時作為的有源負載。將用恒流源等效后，圖2(a)的直流通路變成圖2(b)。

        2．動態（交流）分析

        圖2(b)的交流通路如圖3(a)，微變等效電路如圖3(b)，其中

圖3

        。

        （1）放大倍數計算

        由圖3(b)可得，

        （2）輸入電阻計算

        （3）輸出電阻計算

        第一級的輸出電阻為：

        輸出電阻計算的的電路如圖4所示。

圖4

        [例2] 圖5(a)是uA741運放電路輸入差分級放大電路的簡化電路圖，試畫出其電路模型。

圖5

        1．靜態偏置分析

        、和、構成CC-CB型復合電路，其靜態偏置由恒流源和、構成鏡像恒流源提供，。

        靜態偏置用恒流源代替后的等效直流通路如圖5(b)。

        2．動態分析

        、、和、、構成精密鏡像恒流源電路，。差分輸出電流，輸出放大倍數增加一倍。、、同時作為、管的有源負載。等效后的交流通路如圖6。三極管用微變模型替換后的差分放大電路的電路模型如圖7。

圖6

圖7