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2023-2024学年高二物理竞赛教学设计——集成运算放大器
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这是一份2023-2024学年高二物理竞赛教学设计——集成运算放大器，共27页。教案主要包含了教学要求，重点和难点，教学内容，典型例题等内容，欢迎下载使用。
2023-2024学年高二物理竞赛教学设计——集成运算放大器
一、教学要求
知 识 点
教 学 要 求
学时
掌握
理解
了解
集成电路中元器件的特点及集成运放大典型结构
√
差分放大电路
电路的类型与特点
√
分析计算方法
√
大信号传输特性
√
电流源电路
电路组成及特性
√
电流源有源负载
√
复合管电路结构及特性
√
通用集成运放的电路及工作原理
√
集成运放的主要参数及简化低频等效电路
√
其它集成运放
几种特殊用途运放的特点
√
跨导集成运放的工作原理
√
电流模电路基础
√
电流模运放的工作原理及基本特性
√
二、重点和难点
本章的重点是：
差模信号、共模信号、差模增益、共模增益和共模抑制比的基本概念；差分放大电路的 组成、工作原理、静态及动态分析计算；集成运放的主要参数及简化低频等效电路。
本章的难点是：
集成运放内部电路组成及各部分电路功能特点分析。
三、教学内容
4.1 集成运放概述
1. 集成电路中元器件的特点
由于集成电路是利用半导体生产工艺把整个电路的元器件制作在同一块硅基片上，与分立元件电路相比，集成电路中的元件有如下特点：
（1）相邻元器件的特性一致性好；
（2）用有源器件代替无源器件；
（3）二极管大多由三极管构成；
（4）只能制作小容量的电容器。
2. 集成运放的典型结构
集成运算放大器是一种高增益的直接耦合多级放大电路，它由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成，其典型结构如图4.1所示。
一般要求输入级的输入电阻大、失调和零漂小；中间级的电压放大倍数大；输出级的输出电阻小、带负载能力强；偏置电路为各级提供稳定的偏置电流。
通常输入级采用差分放大电路；中间级采用共射放大电路；输出级采用互补推挽乙类放大电路；偏置电路采用电流源电路。
4.2 差分放大电路
典型的差分放大电路如图4.2所示。
1. 电路的主要类型
按输入输出方式分：有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。
按共模负反馈的形式分：有典型电路和射极带恒流源的电路两种。
2．电路的主要特点
（1）电路结构具有对称性
两个晶体管的参数相同，电路两边完全对称。
（2）抑制零点漂移
由于电路两边完全对称，两个晶体管集电极的零点漂移也相等，双端输出时电路的零点漂移为零；单端输出时射极电阻RE的共模负反馈具有抑制零点漂移的能力。即差分放大电路利用电路的对称性和共模负反馈抑制零点漂移。
（3）抑制共模信号
当两个输入信号为大小相等、方向相同的“共模信号”时，由于电路的对称性和共模负反馈的作用，输出共模信号很小。双端输出时，输出共模信号近似为零。
（4）放大差模信号
当两个输入信号为大小相等、方向相反的“差模信号”时，由于电路的对称性，两个输出端有大小相等、方向相反的“差模信号”输出。双端输出时，输出差模信号等于两边输出电压之和，即该电路对差模信号有较大的放大能力。
（5）共模抑制比
差分放大电路对差模信号有较强的放大能力，而对共模信号有较强的抑制能力。即差模放大倍数大，而共模放大倍数小。为了综合评价差分放大电路性能定义共模抑制比，越大越好。
2. 静态分析方法
利用电路的对称性，将电路分解成两半，原电路中的RE（电流为2IE1）在等效电路中应该为2RE（电流为IE1），根据电路列方程求解静态工作点。
3. 动态分析方法
（1）小信号差模特性
按差模信号的性质画出差模等效电路，分析计算差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻。对图4.2所示的典型电路，当电路输入差模信号时，流过射极电阻RE的信号电流等于零。分析差模电压放大倍数时射极按“交流地”处理，分析差模输入电阻时射极电阻RE按开路处理。根据电路的对称性，双端输出时负载电阻折半处理，单端输出时负载电阻不必折半。
（2）小信号共模特性
按共模信号的性质画出共模等效电路，分析计算共模电压放大倍数、共模输入电阻和共模抑制比。对图4.2所示的典型电路，当电路输入共模信号时，流过射极电阻RE的信号电流等于单管射极电流的两倍，共模等效电路中的射极电阻按2RE处理。
（3）任意输入信号分解
如果电路的两个输入信号既不是差模信号又不是共模信号，这时可将两个任意输入信号uI1和uI2分解成差模和共模两种性质的输入信号。
uI1=uI+uId/2, uI1=uI-uId/2
其中，
电路的总输出信号为：
差分放大电路的单端输入方式相当于双端输入方式时uI1或uI2等于零的情况。
图4.2所示典型电路的技术指标如表4.1所列。
（4）大信号特性
当输入信号在±26mV范围内，电流与电压之间有良好的线性关系。当输入信号超过±100 mV后，两个放大管的电流几乎不再随输入电压变化，出现了一个管子进入截止区，而另一个管子的电流则接近IE（=IE1+IE2）的情况，这是很有用的限幅特性。
表4.1典型差分电路的技术指标
4.3电流源电路
电流源电路具有输出电流稳定和输出电阻大等特点。因此，在集成电路中常用来给晶体管提供稳定的偏置电流和有源负载。几种常用电流源的特性如表4.2所列。
表4.2常用电流源电路及特性
4.4 复合管及输出级电路
1．复合管电路
几个晶体管复合能增大电流放大系数，用在电压放大级能增大电压放大倍数，用在输出级能增大电路的负载能力。几种常用的复合管电路及特性如表4.3所列。
表4.3复合管电路及特性
T1-T2
NPN-NPN
PNP-PNP
NPN-PNP
PNP-NPN
复合
管电
路结
构及
类型
NPN
PNP
NPN
PNP
2．输出级电路
输出级电路需要输出电阻小、负载能力强。集成电路的输出级通常采用互补推挽功率放大电路，功率放大电路的工作原理及电路分析将在第9章中详细讨论。
4.5 集成运放的特性
1．主要参数
为了能合理选择和正确使用集成运算放大器，就必须正确理解运放各种参数的含义，学会查阅集成电路手册，下面列出几种常用的参数。
（1）交流参数
交流参数主要有：开环差模电压增益Aud，共模抑制比KCMR，差模输入电阻rid，输出电阻ro，开环带宽（-3dB带宽）fH，单位增益带宽fBWG，单位增益上升速率SR，建立时间Tset，最大差模输入电压UIDM，最大共模输入电压UICM，最大输出电流IoM，输出电压峰-峰值Uopp等。
（2）直流参数
直流参数主要有：输入失调电压UIO，输入偏置电流IIB，输入失调电流IIO，失调电压的温漂DUIO/DT，失调电流的温漂DIIO/DT等。
2．低频等效电路
集成运放是电子电路中常用的器件，根据需要建立合理的等效电路有利于电路分析。在低频情况下，运放的等效电路如图4.3所示；如果仅研究差模信号的放大问题，不考虑偏置电流IIB、失调电压UIO、失调电流IIO的影响时，集成运放的简化低频等效电路如图4.4所示。
图 4.3集成运放低频等效电路
图4.4集成运放简化低频等效电路
3．理想运算放大器
理想运算放大器主要参数、和→∞，、、和→∞0。
四、典型例题
放大电路基本概念
例4-1
差分放大电路分析
例4-2 例4-3 例4-4 例4-5 例4-6 例4-7 例4-8
电流源电路
例4-9 例4-10
复合管电路
例4-11
集成运放电路
例4-12
【例4-1】三个两级放大电路如下图所示，已知图中所有晶体管的β均为100，rbe均为1 kΩ，所有电容均为10 μF，VCC均相同。
填空：
（1）填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。
图（a）的第一级为_________，第二级为_________；
图（b）的第一级为_________，第二级为_________；
图（c）的第一级为_________，第二级为_________。
（2）三个电路中输入电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；输出电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；电压放大倍数数值最大的电路是_________；低频特性最好的电路是_________；若能调节Q点，则最大不失真输出电压最大的电路是_________；输出电压与输入电压同相的电路是_________。
【相关知识】
晶体管放大电路三种接法的性能特点，多级放大电路不同耦合方式及其特点，多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。
【解题思路】
（1）通过信号的流通方向，观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载，判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。
（2）根据各种晶体管基本放大电路的参数特点，以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响，分析各多级放大电路参数的特点。
【解题过程】
（1）在电路（a）中，T1为第一级的放大管，信号作用于其发射极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故第一级是共基放大电路；T2和T3组成的复合管为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从复合管的发射极输出，故第二级是共集放大电路。
在电路（b）中，T1和T2为第一级的放大管，构成差分放大电路，信号作用于T1和T2的基极，又从T2的集电极输出，作用于负载（即第二级电路），是双端输入单端输出形式，故第一级是（共射）差分放大电路；T3为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T3的基极，又从其发射极输出，故第二级是共集放大电路。
在电路（c）中，第一级是典型的Q点稳定电路，信号作用于T1的基极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故为共射放大电路；T2为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从其集电极输出，故第二级是共射放大电路。
应当特别指出，电路（c）中T3和三个电阻（8.2 kΩ、1.8 kΩ、1 kΩ）组成的电路构成电流源，等效成T2的集电极负载，理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路（c）的第二级电路与互补输出级的区别。
（2）比较三个电路的输入回路，电路（a）的输入级为共基电路，它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β)，Ri小于rbe/(1+β)；电路（b）的输入级为差分电路，Ri大于2rbe；电路（c）输入级为共射电路，Ri是rbe与10 kΩ、3.3 kΩ电阻并联，Ri不可能小于rbe/(1+β)；因此，输入电阻最小的电路为（a），最大的电路为（b）。
电路（c）的输出端接T2和T3的集电极，对于具有理想输出特性的晶体管，它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大，故电路（c）的输出电阻最大。比较电路（a）和电路（b），虽然它们的输出级均为射极输出器，但前者的信号源内阻为3.3 kΩ，后者的信号源内阻为10 kΩ；且由于前者采用复合管作放大管，从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2，而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β)，故电路（a）的输出电阻最小。
由于电路（c）采用两级共射放大电路，且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大，而电路（a）和（b）均只有第一级有电压放大作用，故电压放大倍数数值最大的电路是（c）。 由于只有电路（b）采用直接耦合方式，故其低频特性最好。
由于只有电路（b）采用±VCC两路电源供电，若Q点可调节，则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC，故最大不失真输出电压最大的电路是（b）。
由于共射电路的输出电压与输入电压反相，共集和共基电路的输出电压与输入电压同相，可以逐级判断相位关系，从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路（a）和（b）中两级电路的输出电压与输入电压均同相，故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路（c）中两级电路的输出电压与输入电压均反相，故整个电路的输出电压与输入电压也同相。
综上所述，答案为（1）共基放大电路，共集放大电路；差分放大电路，共集放大电路；共射放大电路，共射放大电路；（2）（b），（a）；（c），（a）；（c）；（b）；（b）；（a），（b），（c）。
【例4-2】 电路如图所示，当时，。设管的，稳压管的稳定电压、，试计算：
（1）输入电阻；
（2）输出电阻；
（3）电压放大倍数。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
【解题思路】
根据差分放大电路、多级放大电路的动态分析方法，即可获得电压放大倍数、输入电阻、输出电阻
【解题过程】
（1）本电路由差动放大器和射极跟随器两级串联组成。为了计算动态指标，应先求出静态工
作点和晶体管的rbe。
静态时，T3管基极电位
T1管和T2管集电极电流（以下计算忽略了T3基极电流对T2集电极电位的影响）
T1和T2管的集电极电流也可通过求解公共射极电阻RE中电流来计算，两种方法得到的电流值略有区别
，请读者自己验证。
T3管射极电流
输入电阻为第一级电路的输入电阻
（2）输出电阻为第二级电路的输出电阻
（3） 电压放大倍数为两级电路放大倍数之积
第一级电路差模电压放大倍数
其中
则
【例4-3】电路如图所示。已知，，，，，。时，。
（1）试说明和、和、以及分别组成什么电路？
（2）若要求上电压的极性为上正下负，则输入电压的极性如何？
（3）写出差模电压放大倍数的表达式，并求其值。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
（3）电流源电路。
【解题过程】
根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。
【解题过程】
（1）、管组成恒流源电路，作和管的漏极有源电阻，、管组成差分放大电路，并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路，并起到电平转化作用，使整个放大电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器，降低电路的输出电阻，提高带载能力，这里恒流源作为管的射极有源电阻。
（2）为了获得题目所要求的输出电压的极性，则必须使基极电压极性为正，基极电压极性为负，也就是管的栅极电压极性应为正，而管的栅极电压极性应为负。
（3）整个放大电路可分输入级（差分放大电路）、中间级（共射放大电路）和输出级（射极输出器）。
对于输入级（差分放大电路），由于恒流源作漏极负载电阻，使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以
式中，漏极负载电阻，而 为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。
由于恒流源的。所以：
管组成的共射放大电路的电压放大倍数
由于管组成的射极输出器的输入电阻，所以：
管组成的射极输出器的电压放大倍数
则总的差模电压放大倍数的表达式为
其值为
【例4-4】 某两级差动放大电路如图所示。已知场效应管的 ，，，，，，，。晶体管的，，。试计算：
（1）第一级电路的静态工作电流和第二级电路的静态工作电流；
（2）电路的差模电压放大倍数。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
（3）电流源电路。
【解题思路】
（1）根据放大电路的直流通路，可以求电路的静态工作点。
（2）根据差分放大电路、多级放大电路的动态分析方法，可求得电路的差模电压放大倍数。
【解题过程】
（1）由图可知，晶体管、组成镜像电流源。所以
由、对称可得
而
所以
由、对称可得
（2）由于电路由两级差分放大电路组成，所以，电路的差模电压放大倍数为
第一级电路差模电压放大倍数为
式中，为第二级电路的差模输入电阻。
第一级电路差模电压放大倍数为
第二级电路差模电压放大倍数为
故有
【例4-5】 差动放大电路及其参数如图所示。设T1、T2的特性一致，β=50，UBE=0.7V，总的差模输入信号uid =50mV共模干扰信号uic=1V，试求：
（1）T1和T2的静态工作点IC、UC之值；
（2）输出信号电压uo及共模抑制比KCMR之值；
（3）若将负载电阻接在集电极C1对地之间，重新计算UC，再求uo及KCMR之值；
（4）差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和输出电阻Ro之值。
【相关知识】
差分放大电路的静态和动态分析方法。
【解题思路】
根据差分放大电路的直流通路求解电路的静态工作点，双端输出时利用电路的对称性，单端输出时考虑负载对静态工作点的影响。根据差模等效电路和共模等效电路分别求解差模电压放大倍数、差模输入电阻，共模电压放大倍数、共模输入电阻，输出电阻，共模抑制比等技术指标。
【解题过程】
图中RW是调零电位器，如果电路完全对称，调零电位器RW可以不要。实际上，电路两边参数不可能完全对称，只能说比较接近而已。因而，实际电路中需要利用调零电位器调整工作点使ui=0时uo=0。为了计算简单，在估算电路各项技术指标时，一般设RW的滑动端在电位器的中间。
（1）因电路两边完全对称，从直流等效电路可得
因
则有
（2）根据题意，应先算出电压放大倍数，然后按线性关系计算输出电压。
（3）由于电路采用直接耦合方式，当负载电阻接在集电极C1对地之间时，电路的静态工作点UC将与前面的估算值不同，必须重新估算。根据电路可得以下关系
经整理可得：
（4）差模输入电阻，共模输入电阻，输出电阻分别计算如下
双端输出时，输出电阻
【例4-6】电路如图所示，已知各三极管的、、,,,。当输入信号电压为、时，求输出电压之值。
【相关知识】
差分放大电路的动态分析方法。
【解题思路】
先分别计算单端输出差模电压放大倍数和共模电压放大倍数，并把输入信号分解成差模和共模信号，然后分别计算差模输出电压和共模输出电压，并求二者的代数和。
【解题过程】
由已知条件可得，差模电压放大倍数
共模电压放大倍数
则，电路的输出信号电压
【例4-7】差分放大电路如图所示。若忽略的影响。
（1）试写出输出电压的表达式。
（2）若要求等效共模信号引起输出电压的误差小于10%，试求共模抑制比应满足的关系式。
【解题过程】
差分放大电路的动态分析。
【解题思路】
（1）先把输入信号分解成差模和共模信号，并分别写出差模电压放大倍数和共模电压放大倍数的表达式，然后分别写出差模输出电压和共模输出电压与输入信号的关系，并求二者的代数和。
（2）先推导等效共模信号引起输出电压误差的关系，并用共模抑制比表示，再根据题目给定的误差条件，求出共模抑制比应满足的关系式。
【解题过程】
（1）由图可知，本题电路是单端输入、单端输出的差分放大器。所以
差模信号
共模信号
输出电压
式中
故
（2）由题意可知，共模信号引起输出电压的误差为
若要求共模信号引起的误差小于10%，则应有
由于 代入上式得
故 共模抑制比应满足关系式
【例4-8】 电路如图所示，设，，，调零电位器的滑动端在的中间。试问：
(1) 希望负载电阻的一端接地，当时，并且要求与同相，应接在何处？至少应为多大？
(2) 若信号源内阻，至少应为多大？
(3) 此时电路的约为多少分贝？
【相关知识】
差分放大电路的静态分析、动态分析和技术指标。
【解题思路】
（1）先根据题目要求的输出信号与输入信号的相位关系，确定负载的连结点，再推导输出信号与输入信号之间的关系式，分别计算单端输出差模电压放大倍数和共模电压放大倍数，然后根据题目给定的输出电压的大小计算所需输入信号的大小。
（2）先计算电路的差模输入电阻，推导信号源与电路输入信号之间的关系，再根据上述计算得到的计算的大小。
（3）按照上述计算得到的差模电压放大倍数和共模电压放大倍数计算共模抑制比。
【解题过程】
（1）由题意可知，本电路是单端输入单端输出差分放大电路。要与同相，则 另一端应接在晶体管T2的集电极C2处，输出信号与输入信号的关系如下
式中
于是有
化简得
下面，需要求出差模及共模电压放大倍数。先求静态工作点：
差模电压放大倍数
共模电压放大倍数
当输出电压时，输入信号
即，输入信号至少应为107mV。
（2）差模输入电阻
当考虑信号源内阻时
（3）共模抑制比
【例4-9】 电路如图所示，设晶体管、特性完全对称，很大，，。开关S先闭合，然后打开，试求：
（a）T2集电极电流iC2=?[u1]
（b）经过1秒钟以后=？
【相关知识】
电流源电路。
【解题思路】
根据电流镜的工作原理及电容的动态性能分析电路。
【解题过程】
图中晶体管T1和T2组成电流镜电路。
（1）开关闭合时，电容C被短路，流过开关S的电流是T2管集电极电流iC2。根据电流镜的电流关系可得T2集电极电流：
（2）开关S打开后，电容C被恒流充电，充电电流近似等于IR，
当t＝1s时
【例4-10】多路电流源电路如图所示，已知所有晶体管的特性均相同，UBE均为0.7 V。试问：
（1）IC1、IC2各为多少？
（2）T3的作用是什么？简述理由。
【相关知识】
加射极输出器的电流源，多路电流源。
【解题思路】
（1）首先求出电阻R的电流IR。
（2）求出IC0与IR的关系，根据镜像电流源原理得到IC1=IC2= IC0。
【解题过程】
（1）首先求出R的电流：
因为T0、T1、T2的特性均相同，且UBE均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设它们分别为IB、IC。由于T3的发射极电流是T0、T1、T2的基极电流之和，故在T0集电极节点
求出IC1、IC2，为
因此，当β（1＋β）>>3时
IC1=IC2= IC≈IR=0.2 mA
β（1＋β）>>3的条件在β较小时就可以满足，如β＝10。
（2）T3的作用是使IC1、IC2更接近IR，从而更稳定。
由于在图所示电路中，2VCC>>UBE，任何原因引起的UBE的变化对IR的影响都很小，即IR稳定；若IC1、IC2接近IR，则基本稳定。
若无T3，T1、T2的基极直接连T0的集电极，则
T1、T2的集电极电流
当β>>3时，才得到IC1=IC2= IC≈IR。在β较小时，如β＝10，不满足“β>>3”， IC将与β密切相关，随温度而变化。换言之，若T1、T2的β没变，则有T3时IC1、IC2更接近IR，即更稳定。
【例4-11】 图(a)所示为带有射极分流电阻的复合管，、管的电流放大系数分别为、，输入电阻分别为、。试求复合后的等效电流放大系数和等效输入电阻的表达式。
图(a)
【相关知识】
晶体管的电流分配关系、交流参数及微变等效电路。
【解题思路】
根据晶体管的微变等效电路，推导复合管的等效电流放大系数和输入电阻的表达式。
【解题过程】
画出复合管电路的微变等效电路，如图(b)所示。由图可知
图(b)
式中
。
所以
等效电流路放大系数
又由于
故等效输入电阻
【例4-12】下图所示为简化的集成运放电路，输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。
（1）该电路输入级采用了__________。
A．共集−共射接法 B. 共集−共基接法 C. 共射−共基接法
（2）输入级采用上述接法是为了__________。
A. 展宽频带 B. 增大输入电阻 C. 增大电流放大系数
（3）T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了__________。
A. 增大输入电阻 B. 抑制温漂 C. 增大差模放大倍数
（4）该电路的中间级采用__________。
A. 共射电路 B. 共基电路 C. 共集电路
（5）中间级的放大管为__________。
A. T7 B. T8 C. T7和T8组成的复合管
（6）该电路的输出级采用__________。
A. 共射电路 B. 共基电路 C. 互补输出级
（7）D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。
A. 交越失真 B. 饱和失真 C. 截止失真
（8）输出电压uO与uI1的相位关系为__________。
A. 反相 B. 同相 C. 不可知
【相关知识】
集成运放电路（输入级，中间级，互补输出级），基本放大电路的接法及性能指标，有源负载，差模放大倍数，复合管。
【解题思路】
（1）用基本的读图方法对放大电路进行分块，分析出输入级、中间级和输出级电路。
（2）分析各级电路的基本接法及性能特点。
【解题过程】
（1）输入信号作用于T1和T2管的基极，并从它们的发射极输出分别作用于T3和T4管的发射极，又从T3和T4管的集电极输出作用于第二级，故为共集−共基接法。
（2）上述接法可以展宽频带。
为什么不是增大输入电阻呢？因为共基接法的输入电阻很小，即T1和T2管等效的发射极电阻很小，所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流，所以不能增大电流放大系数。
（3）T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载，可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。
（4）为了完成“主放大器”的功能，中间级采用共射放大电路。
（5）由于第一级的输出信号作用于T7的基极以及T7和T8的连接方式，说明T7和T8组成的复合管为中间级的放大管。
（6）T9和T10的基极相连作为输入端，发射极相连作为输出端，故输出级为互补输出级。
（7）D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。
（8）若在输入端uI1加“＋”、uI2加“－”的差模信号，则T2的共集接法使其发射极（即T4的发射极）电位为“－”，T4的共基接法使其集电极（即T7的基极）电位也为“－”；以T7、T8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相，它们的集电极电位为“＋”；互补输出级的输出与输入同相，输出电压为“＋”；故uI1一端为同相输入端，uI2一端为反相输入端。
综上所述，答案为（1）B，（2）A，（3）C，（4）A，（5）C，（6）C，（7）A，（8）B
2023-2024学年高二物理竞赛教学设计——集成运算放大器
一、教学要求
知 识 点
教 学 要 求
学时
掌握
理解
了解
集成电路中元器件的特点及集成运放大典型结构
√
差分放大电路
电路的类型与特点
√
分析计算方法
√
大信号传输特性
√
电流源电路
电路组成及特性
√
电流源有源负载
√
复合管电路结构及特性
√
通用集成运放的电路及工作原理
√
集成运放的主要参数及简化低频等效电路
√
其它集成运放
几种特殊用途运放的特点
√
跨导集成运放的工作原理
√
电流模电路基础
√
电流模运放的工作原理及基本特性
√
二、重点和难点
本章的重点是：
差模信号、共模信号、差模增益、共模增益和共模抑制比的基本概念；差分放大电路的 组成、工作原理、静态及动态分析计算；集成运放的主要参数及简化低频等效电路。
本章的难点是：
集成运放内部电路组成及各部分电路功能特点分析。
三、教学内容
4.1 集成运放概述
1. 集成电路中元器件的特点
由于集成电路是利用半导体生产工艺把整个电路的元器件制作在同一块硅基片上，与分立元件电路相比，集成电路中的元件有如下特点：
（1）相邻元器件的特性一致性好；
（2）用有源器件代替无源器件；
（3）二极管大多由三极管构成；
（4）只能制作小容量的电容器。
2. 集成运放的典型结构
集成运算放大器是一种高增益的直接耦合多级放大电路，它由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成，其典型结构如图4.1所示。
一般要求输入级的输入电阻大、失调和零漂小；中间级的电压放大倍数大；输出级的输出电阻小、带负载能力强；偏置电路为各级提供稳定的偏置电流。
通常输入级采用差分放大电路；中间级采用共射放大电路；输出级采用互补推挽乙类放大电路；偏置电路采用电流源电路。
4.2 差分放大电路
典型的差分放大电路如图4.2所示。
1. 电路的主要类型
按输入输出方式分：有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。
按共模负反馈的形式分：有典型电路和射极带恒流源的电路两种。
2．电路的主要特点
（1）电路结构具有对称性
两个晶体管的参数相同，电路两边完全对称。
（2）抑制零点漂移
由于电路两边完全对称，两个晶体管集电极的零点漂移也相等，双端输出时电路的零点漂移为零；单端输出时射极电阻RE的共模负反馈具有抑制零点漂移的能力。即差分放大电路利用电路的对称性和共模负反馈抑制零点漂移。
（3）抑制共模信号
当两个输入信号为大小相等、方向相同的“共模信号”时，由于电路的对称性和共模负反馈的作用，输出共模信号很小。双端输出时，输出共模信号近似为零。
（4）放大差模信号
当两个输入信号为大小相等、方向相反的“差模信号”时，由于电路的对称性，两个输出端有大小相等、方向相反的“差模信号”输出。双端输出时，输出差模信号等于两边输出电压之和，即该电路对差模信号有较大的放大能力。
（5）共模抑制比
差分放大电路对差模信号有较强的放大能力，而对共模信号有较强的抑制能力。即差模放大倍数大，而共模放大倍数小。为了综合评价差分放大电路性能定义共模抑制比，越大越好。
2. 静态分析方法
利用电路的对称性，将电路分解成两半，原电路中的RE（电流为2IE1）在等效电路中应该为2RE（电流为IE1），根据电路列方程求解静态工作点。
3. 动态分析方法
（1）小信号差模特性
按差模信号的性质画出差模等效电路，分析计算差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻。对图4.2所示的典型电路，当电路输入差模信号时，流过射极电阻RE的信号电流等于零。分析差模电压放大倍数时射极按“交流地”处理，分析差模输入电阻时射极电阻RE按开路处理。根据电路的对称性，双端输出时负载电阻折半处理，单端输出时负载电阻不必折半。
（2）小信号共模特性
按共模信号的性质画出共模等效电路，分析计算共模电压放大倍数、共模输入电阻和共模抑制比。对图4.2所示的典型电路，当电路输入共模信号时，流过射极电阻RE的信号电流等于单管射极电流的两倍，共模等效电路中的射极电阻按2RE处理。
（3）任意输入信号分解
如果电路的两个输入信号既不是差模信号又不是共模信号，这时可将两个任意输入信号uI1和uI2分解成差模和共模两种性质的输入信号。
uI1=uI+uId/2, uI1=uI-uId/2
其中，
电路的总输出信号为：
差分放大电路的单端输入方式相当于双端输入方式时uI1或uI2等于零的情况。
图4.2所示典型电路的技术指标如表4.1所列。
（4）大信号特性
当输入信号在±26mV范围内，电流与电压之间有良好的线性关系。当输入信号超过±100 mV后，两个放大管的电流几乎不再随输入电压变化，出现了一个管子进入截止区，而另一个管子的电流则接近IE（=IE1+IE2）的情况，这是很有用的限幅特性。
表4.1典型差分电路的技术指标
4.3电流源电路
电流源电路具有输出电流稳定和输出电阻大等特点。因此，在集成电路中常用来给晶体管提供稳定的偏置电流和有源负载。几种常用电流源的特性如表4.2所列。
表4.2常用电流源电路及特性
4.4 复合管及输出级电路
1．复合管电路
几个晶体管复合能增大电流放大系数，用在电压放大级能增大电压放大倍数，用在输出级能增大电路的负载能力。几种常用的复合管电路及特性如表4.3所列。
表4.3复合管电路及特性
T1-T2
NPN-NPN
PNP-PNP
NPN-PNP
PNP-NPN
复合
管电
路结
构及
类型
NPN
PNP
NPN
PNP
2．输出级电路
输出级电路需要输出电阻小、负载能力强。集成电路的输出级通常采用互补推挽功率放大电路，功率放大电路的工作原理及电路分析将在第9章中详细讨论。
4.5 集成运放的特性
1．主要参数
为了能合理选择和正确使用集成运算放大器，就必须正确理解运放各种参数的含义，学会查阅集成电路手册，下面列出几种常用的参数。
（1）交流参数
交流参数主要有：开环差模电压增益Aud，共模抑制比KCMR，差模输入电阻rid，输出电阻ro，开环带宽（-3dB带宽）fH，单位增益带宽fBWG，单位增益上升速率SR，建立时间Tset，最大差模输入电压UIDM，最大共模输入电压UICM，最大输出电流IoM，输出电压峰-峰值Uopp等。
（2）直流参数
直流参数主要有：输入失调电压UIO，输入偏置电流IIB，输入失调电流IIO，失调电压的温漂DUIO/DT，失调电流的温漂DIIO/DT等。
2．低频等效电路
集成运放是电子电路中常用的器件，根据需要建立合理的等效电路有利于电路分析。在低频情况下，运放的等效电路如图4.3所示；如果仅研究差模信号的放大问题，不考虑偏置电流IIB、失调电压UIO、失调电流IIO的影响时，集成运放的简化低频等效电路如图4.4所示。
图 4.3集成运放低频等效电路
图4.4集成运放简化低频等效电路
3．理想运算放大器
理想运算放大器主要参数、和→∞，、、和→∞0。
四、典型例题
放大电路基本概念
例4-1
差分放大电路分析
例4-2 例4-3 例4-4 例4-5 例4-6 例4-7 例4-8
电流源电路
例4-9 例4-10
复合管电路
例4-11
集成运放电路
例4-12
【例4-1】三个两级放大电路如下图所示，已知图中所有晶体管的β均为100，rbe均为1 kΩ，所有电容均为10 μF，VCC均相同。
填空：
（1）填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。
图（a）的第一级为_________，第二级为_________；
图（b）的第一级为_________，第二级为_________；
图（c）的第一级为_________，第二级为_________。
（2）三个电路中输入电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；输出电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；电压放大倍数数值最大的电路是_________；低频特性最好的电路是_________；若能调节Q点，则最大不失真输出电压最大的电路是_________；输出电压与输入电压同相的电路是_________。
【相关知识】
晶体管放大电路三种接法的性能特点，多级放大电路不同耦合方式及其特点，多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。
【解题思路】
（1）通过信号的流通方向，观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载，判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。
（2）根据各种晶体管基本放大电路的参数特点，以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响，分析各多级放大电路参数的特点。
【解题过程】
（1）在电路（a）中，T1为第一级的放大管，信号作用于其发射极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故第一级是共基放大电路；T2和T3组成的复合管为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从复合管的发射极输出，故第二级是共集放大电路。
在电路（b）中，T1和T2为第一级的放大管，构成差分放大电路，信号作用于T1和T2的基极，又从T2的集电极输出，作用于负载（即第二级电路），是双端输入单端输出形式，故第一级是（共射）差分放大电路；T3为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T3的基极，又从其发射极输出，故第二级是共集放大电路。
在电路（c）中，第一级是典型的Q点稳定电路，信号作用于T1的基极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故为共射放大电路；T2为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从其集电极输出，故第二级是共射放大电路。
应当特别指出，电路（c）中T3和三个电阻（8.2 kΩ、1.8 kΩ、1 kΩ）组成的电路构成电流源，等效成T2的集电极负载，理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路（c）的第二级电路与互补输出级的区别。
（2）比较三个电路的输入回路，电路（a）的输入级为共基电路，它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β)，Ri小于rbe/(1+β)；电路（b）的输入级为差分电路，Ri大于2rbe；电路（c）输入级为共射电路，Ri是rbe与10 kΩ、3.3 kΩ电阻并联，Ri不可能小于rbe/(1+β)；因此，输入电阻最小的电路为（a），最大的电路为（b）。
电路（c）的输出端接T2和T3的集电极，对于具有理想输出特性的晶体管，它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大，故电路（c）的输出电阻最大。比较电路（a）和电路（b），虽然它们的输出级均为射极输出器，但前者的信号源内阻为3.3 kΩ，后者的信号源内阻为10 kΩ；且由于前者采用复合管作放大管，从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2，而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β)，故电路（a）的输出电阻最小。
由于电路（c）采用两级共射放大电路，且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大，而电路（a）和（b）均只有第一级有电压放大作用，故电压放大倍数数值最大的电路是（c）。 由于只有电路（b）采用直接耦合方式，故其低频特性最好。
由于只有电路（b）采用±VCC两路电源供电，若Q点可调节，则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC，故最大不失真输出电压最大的电路是（b）。
由于共射电路的输出电压与输入电压反相，共集和共基电路的输出电压与输入电压同相，可以逐级判断相位关系，从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路（a）和（b）中两级电路的输出电压与输入电压均同相，故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路（c）中两级电路的输出电压与输入电压均反相，故整个电路的输出电压与输入电压也同相。
综上所述，答案为（1）共基放大电路，共集放大电路；差分放大电路，共集放大电路；共射放大电路，共射放大电路；（2）（b），（a）；（c），（a）；（c）；（b）；（b）；（a），（b），（c）。
【例4-2】 电路如图所示，当时，。设管的，稳压管的稳定电压、，试计算：
（1）输入电阻；
（2）输出电阻；
（3）电压放大倍数。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
【解题思路】
根据差分放大电路、多级放大电路的动态分析方法，即可获得电压放大倍数、输入电阻、输出电阻
【解题过程】
（1）本电路由差动放大器和射极跟随器两级串联组成。为了计算动态指标，应先求出静态工
作点和晶体管的rbe。
静态时，T3管基极电位
T1管和T2管集电极电流（以下计算忽略了T3基极电流对T2集电极电位的影响）
T1和T2管的集电极电流也可通过求解公共射极电阻RE中电流来计算，两种方法得到的电流值略有区别
，请读者自己验证。
T3管射极电流
输入电阻为第一级电路的输入电阻
（2）输出电阻为第二级电路的输出电阻
（3） 电压放大倍数为两级电路放大倍数之积
第一级电路差模电压放大倍数
其中
则
【例4-3】电路如图所示。已知，，，，，。时，。
（1）试说明和、和、以及分别组成什么电路？
（2）若要求上电压的极性为上正下负，则输入电压的极性如何？
（3）写出差模电压放大倍数的表达式，并求其值。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
（3）电流源电路。
【解题过程】
根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。
【解题过程】
（1）、管组成恒流源电路，作和管的漏极有源电阻，、管组成差分放大电路，并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路，并起到电平转化作用，使整个放大电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器，降低电路的输出电阻，提高带载能力，这里恒流源作为管的射极有源电阻。
（2）为了获得题目所要求的输出电压的极性，则必须使基极电压极性为正，基极电压极性为负，也就是管的栅极电压极性应为正，而管的栅极电压极性应为负。
（3）整个放大电路可分输入级（差分放大电路）、中间级（共射放大电路）和输出级（射极输出器）。
对于输入级（差分放大电路），由于恒流源作漏极负载电阻，使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以
式中，漏极负载电阻，而 为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。
由于恒流源的。所以：
管组成的共射放大电路的电压放大倍数
由于管组成的射极输出器的输入电阻，所以：
管组成的射极输出器的电压放大倍数
则总的差模电压放大倍数的表达式为
其值为
【例4-4】 某两级差动放大电路如图所示。已知场效应管的 ，，，，，，，。晶体管的，，。试计算：
（1）第一级电路的静态工作电流和第二级电路的静态工作电流；
（2）电路的差模电压放大倍数。
【相关知识】
（1）差分放大电路。
（2）多级放大电路。
（3）电流源电路。
【解题思路】
（1）根据放大电路的直流通路，可以求电路的静态工作点。
（2）根据差分放大电路、多级放大电路的动态分析方法，可求得电路的差模电压放大倍数。
【解题过程】
（1）由图可知，晶体管、组成镜像电流源。所以
由、对称可得
而
所以
由、对称可得
（2）由于电路由两级差分放大电路组成，所以，电路的差模电压放大倍数为
第一级电路差模电压放大倍数为
式中，为第二级电路的差模输入电阻。
第一级电路差模电压放大倍数为
第二级电路差模电压放大倍数为
故有
【例4-5】 差动放大电路及其参数如图所示。设T1、T2的特性一致，β=50，UBE=0.7V，总的差模输入信号uid =50mV共模干扰信号uic=1V，试求：
（1）T1和T2的静态工作点IC、UC之值；
（2）输出信号电压uo及共模抑制比KCMR之值；
（3）若将负载电阻接在集电极C1对地之间，重新计算UC，再求uo及KCMR之值；
（4）差模输入电阻Rid、共模输入电阻Ric和输出电阻Ro之值。
【相关知识】
差分放大电路的静态和动态分析方法。
【解题思路】
根据差分放大电路的直流通路求解电路的静态工作点，双端输出时利用电路的对称性，单端输出时考虑负载对静态工作点的影响。根据差模等效电路和共模等效电路分别求解差模电压放大倍数、差模输入电阻，共模电压放大倍数、共模输入电阻，输出电阻，共模抑制比等技术指标。
【解题过程】
图中RW是调零电位器，如果电路完全对称，调零电位器RW可以不要。实际上，电路两边参数不可能完全对称，只能说比较接近而已。因而，实际电路中需要利用调零电位器调整工作点使ui=0时uo=0。为了计算简单，在估算电路各项技术指标时，一般设RW的滑动端在电位器的中间。
（1）因电路两边完全对称，从直流等效电路可得
因
则有
（2）根据题意，应先算出电压放大倍数，然后按线性关系计算输出电压。
（3）由于电路采用直接耦合方式，当负载电阻接在集电极C1对地之间时，电路的静态工作点UC将与前面的估算值不同，必须重新估算。根据电路可得以下关系
经整理可得：
（4）差模输入电阻，共模输入电阻，输出电阻分别计算如下
双端输出时，输出电阻
【例4-6】电路如图所示，已知各三极管的、、,,,。当输入信号电压为、时，求输出电压之值。
【相关知识】
差分放大电路的动态分析方法。
【解题思路】
先分别计算单端输出差模电压放大倍数和共模电压放大倍数，并把输入信号分解成差模和共模信号，然后分别计算差模输出电压和共模输出电压，并求二者的代数和。
【解题过程】
由已知条件可得，差模电压放大倍数
共模电压放大倍数
则，电路的输出信号电压
【例4-7】差分放大电路如图所示。若忽略的影响。
（1）试写出输出电压的表达式。
（2）若要求等效共模信号引起输出电压的误差小于10%，试求共模抑制比应满足的关系式。
【解题过程】
差分放大电路的动态分析。
【解题思路】
（1）先把输入信号分解成差模和共模信号，并分别写出差模电压放大倍数和共模电压放大倍数的表达式，然后分别写出差模输出电压和共模输出电压与输入信号的关系，并求二者的代数和。
（2）先推导等效共模信号引起输出电压误差的关系，并用共模抑制比表示，再根据题目给定的误差条件，求出共模抑制比应满足的关系式。
【解题过程】
（1）由图可知，本题电路是单端输入、单端输出的差分放大器。所以
差模信号
共模信号
输出电压
式中
故
（2）由题意可知，共模信号引起输出电压的误差为
若要求共模信号引起的误差小于10%，则应有
由于 代入上式得
故 共模抑制比应满足关系式
【例4-8】 电路如图所示，设，，，调零电位器的滑动端在的中间。试问：
(1) 希望负载电阻的一端接地，当时，并且要求与同相，应接在何处？至少应为多大？
(2) 若信号源内阻，至少应为多大？
(3) 此时电路的约为多少分贝？
【相关知识】
差分放大电路的静态分析、动态分析和技术指标。
【解题思路】
（1）先根据题目要求的输出信号与输入信号的相位关系，确定负载的连结点，再推导输出信号与输入信号之间的关系式，分别计算单端输出差模电压放大倍数和共模电压放大倍数，然后根据题目给定的输出电压的大小计算所需输入信号的大小。
（2）先计算电路的差模输入电阻，推导信号源与电路输入信号之间的关系，再根据上述计算得到的计算的大小。
（3）按照上述计算得到的差模电压放大倍数和共模电压放大倍数计算共模抑制比。
【解题过程】
（1）由题意可知，本电路是单端输入单端输出差分放大电路。要与同相，则 另一端应接在晶体管T2的集电极C2处，输出信号与输入信号的关系如下
式中
于是有
化简得
下面，需要求出差模及共模电压放大倍数。先求静态工作点：
差模电压放大倍数
共模电压放大倍数
当输出电压时，输入信号
即，输入信号至少应为107mV。
（2）差模输入电阻
当考虑信号源内阻时
（3）共模抑制比
【例4-9】 电路如图所示，设晶体管、特性完全对称，很大，，。开关S先闭合，然后打开，试求：
（a）T2集电极电流iC2=?[u1]
（b）经过1秒钟以后=？
【相关知识】
电流源电路。
【解题思路】
根据电流镜的工作原理及电容的动态性能分析电路。
【解题过程】
图中晶体管T1和T2组成电流镜电路。
（1）开关闭合时，电容C被短路，流过开关S的电流是T2管集电极电流iC2。根据电流镜的电流关系可得T2集电极电流：
（2）开关S打开后，电容C被恒流充电，充电电流近似等于IR，
当t＝1s时
【例4-10】多路电流源电路如图所示，已知所有晶体管的特性均相同，UBE均为0.7 V。试问：
（1）IC1、IC2各为多少？
（2）T3的作用是什么？简述理由。
【相关知识】
加射极输出器的电流源，多路电流源。
【解题思路】
（1）首先求出电阻R的电流IR。
（2）求出IC0与IR的关系，根据镜像电流源原理得到IC1=IC2= IC0。
【解题过程】
（1）首先求出R的电流：
因为T0、T1、T2的特性均相同，且UBE均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设它们分别为IB、IC。由于T3的发射极电流是T0、T1、T2的基极电流之和，故在T0集电极节点
求出IC1、IC2，为
因此，当β（1＋β）>>3时
IC1=IC2= IC≈IR=0.2 mA
β（1＋β）>>3的条件在β较小时就可以满足，如β＝10。
（2）T3的作用是使IC1、IC2更接近IR，从而更稳定。
由于在图所示电路中，2VCC>>UBE，任何原因引起的UBE的变化对IR的影响都很小，即IR稳定；若IC1、IC2接近IR，则基本稳定。
若无T3，T1、T2的基极直接连T0的集电极，则
T1、T2的集电极电流
当β>>3时，才得到IC1=IC2= IC≈IR。在β较小时，如β＝10，不满足“β>>3”， IC将与β密切相关，随温度而变化。换言之，若T1、T2的β没变，则有T3时IC1、IC2更接近IR，即更稳定。
【例4-11】 图(a)所示为带有射极分流电阻的复合管，、管的电流放大系数分别为、，输入电阻分别为、。试求复合后的等效电流放大系数和等效输入电阻的表达式。
图(a)
【相关知识】
晶体管的电流分配关系、交流参数及微变等效电路。
【解题思路】
根据晶体管的微变等效电路，推导复合管的等效电流放大系数和输入电阻的表达式。
【解题过程】
画出复合管电路的微变等效电路，如图(b)所示。由图可知
图(b)
式中
。
所以
等效电流路放大系数
又由于
故等效输入电阻
【例4-12】下图所示为简化的集成运放电路，输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。
（1）该电路输入级采用了__________。
A．共集−共射接法 B. 共集−共基接法 C. 共射−共基接法
（2）输入级采用上述接法是为了__________。
A. 展宽频带 B. 增大输入电阻 C. 增大电流放大系数
（3）T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了__________。
A. 增大输入电阻 B. 抑制温漂 C. 增大差模放大倍数
（4）该电路的中间级采用__________。
A. 共射电路 B. 共基电路 C. 共集电路
（5）中间级的放大管为__________。
A. T7 B. T8 C. T7和T8组成的复合管
（6）该电路的输出级采用__________。
A. 共射电路 B. 共基电路 C. 互补输出级
（7）D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。
A. 交越失真 B. 饱和失真 C. 截止失真
（8）输出电压uO与uI1的相位关系为__________。
A. 反相 B. 同相 C. 不可知
【相关知识】
集成运放电路（输入级，中间级，互补输出级），基本放大电路的接法及性能指标，有源负载，差模放大倍数，复合管。
【解题思路】
（1）用基本的读图方法对放大电路进行分块，分析出输入级、中间级和输出级电路。
（2）分析各级电路的基本接法及性能特点。
【解题过程】
（1）输入信号作用于T1和T2管的基极，并从它们的发射极输出分别作用于T3和T4管的发射极，又从T3和T4管的集电极输出作用于第二级，故为共集−共基接法。
（2）上述接法可以展宽频带。
为什么不是增大输入电阻呢？因为共基接法的输入电阻很小，即T1和T2管等效的发射极电阻很小，所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流，所以不能增大电流放大系数。
（3）T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载，可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。
（4）为了完成“主放大器”的功能，中间级采用共射放大电路。
（5）由于第一级的输出信号作用于T7的基极以及T7和T8的连接方式，说明T7和T8组成的复合管为中间级的放大管。
（6）T9和T10的基极相连作为输入端，发射极相连作为输出端，故输出级为互补输出级。
（7）D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。
（8）若在输入端uI1加“＋”、uI2加“－”的差模信号，则T2的共集接法使其发射极（即T4的发射极）电位为“－”，T4的共基接法使其集电极（即T7的基极）电位也为“－”；以T7、T8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相，它们的集电极电位为“＋”；互补输出级的输出与输入同相，输出电压为“＋”；故uI1一端为同相输入端，uI2一端为反相输入端。
综上所述，答案为（1）B，（2）A，（3）C，（4）A，（5）C，（6）C，（7）A，（8）B
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