前一章我們分析的都是理想運放,理論上講,對於抽象理想器件的描述及其電路分析,都應該屬於《電路基本原理》的范疇。而這一章我們要分析非理想的實際運放及其參數特點,非理想運放的開環電壓增益不再為無窮大,而是一個非常大的有限值(通常為幾萬到十幾萬);其輸入電流也不再為0,而是有一個非常微小的值,由此會對運放的虛短、虛斷、輸入輸出阻抗等特性帶來一系列的影響,這些才是真正屬於《模擬電路》的運放。
1. 差模與共模輸入
● 差模輸入:
前一章我們講過差分放大器的概念,差分放大器只放大兩個輸入信號的差值,而不放大其公共部分。這兩個輸入信號的差值,稱為:差模輸入(differential inputs),也叫:差分輸入、差動輸入,其表達式為:
(注意我們用的都是交流相量的符號形式,以下同。)
● 共模輸入:
事實上,由於實際的運放器件內部是由非理想的BJT或FET元器件構成,因此,對於兩個輸入信號的公共部分,也會有非常微小的放大。為評估這個公共部分對輸出的影響,我們定義:共模輸入(common inputs)為兩個輸入信號的平均值,表達式為:
● 運放實際輸出:
實際的運放,會對差模輸入信號和共模輸入信號進行不同程度的放大,對差模信號放大的倍數稱為:差模放大系數(defferential gain),記為:Ad;對共模信號放大的倍數稱為:共模放大系數(common-mode gain),記為:Ac。因此,運放的實際輸出的表達式為:
由於存在共模放大系數,因此即便像下圖這樣的接法(差模輸入為0),運放的輸出端也是會有輸出的:
圖9-01.01
● 共模抑制比:
一般我們希望運放的差模放大系數Ad越大越好,而共模放大系數Ac越小越好,因此,人們定義了一個參數來評估這兩個系數的相對大小,稱為:共模抑制比(common-mode rejection ratio),表達式為:
由於共模抑制比的數值通常比較大,因此用分貝(dB)單位來表示。
歡迎關注本博公眾號,可方便在手機端訪問和索引本博技術文章:
( end of 9-1)