本設計實例對具備真正差分輸入和近似軌到軌輸出擺幅能力的二級運算放大器(通過5V單電源供電)進行演示。 人們對更小巧、更高效CPU的青睞，促使互補式金屬氧化物半導體(CMOS)的de製zhi造zao工gong藝yi達da到dao了le納na米mi級ji。但dan這zhe些xie精jing良liang製zhi造zao工gong藝yi涉she及ji的de電dian源yuan縮suo放fang和he器qi件jian漏lou電dian等deng問wen題ti給gei精jing密mi模mo擬ni電dian路lu帶dai來lai了le不bu利li影ying響xiang，致zhi使shi研yan究jiu人ren員yuan需xu要yao開kai發fa可ke以yi實shi現xian傳chuan統tong模mo擬ni密mi集ji型xing功gong能neng的de高gao度du數shu字zi化hua替ti代dai性xing架jia構gou。模mo擬ni域yu的de“數字化”將最終延伸至廣大的業餘愛好者，他們將越來越難找到簡單的模擬器件。

圖1顯示的是一個二級運算放大器的完整實現

，該運算放大器僅使用了四個CD4049UBE六反相器、一個電阻器和一個電容器(參考文獻4)。請注意，圖中U2的引腳8(GND)處於懸空狀態

，而U3的引腳1(VCC)也處於懸空狀態。U2中的並聯反相器的輸出端與U1的VCC引腳相連，而U3中的反相器的輸出端則與U1的GND引腳相連。

圖1：二級運算放大器的完整實現。

圖2顯示的最終電路的晶體管級功能原理圖，該電路的外部晶體管已被移除。電路的第一級取自參考文獻5中的電路，以實現從差分到單端的轉換。U2反相器內的P溝道金屬氧化物半導體(PMOS)器件充當電流源
，而U3反相器內的N溝道金屬氧化物半導體(NMOS)則作為電流阱。由於PMOS和NMOS的強度不對等，在過去所采用的方法是用不同數量的電流源和電流阱把共模範圍拉伸至中等大小。

圖2：晶體管級功能原理圖。

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U1中的變頻器充當雙gm差分對。因為電路的第一級僅有介於25dB和30dBzhijiandezengyi，guzengjialedierji。youyuliangjidedaikuanleisi，yincicaiyongbiaozhunbuchangjishulaibaozhengzhengtidewendingxing。qingzhuyi，renhehelidefankuizutaidoubiranhuijiangdierjidairuxianxingfanwei，youciwuxuyingyongkejianshaozengyidejubufenliudianzuqi。

表1中zhong列lie出chu了le運yun算suan放fang大da器qi原yuan型xing的de大da致zhi規gui格ge。盡jin管guan運yun算suan放fang大da器qi有you差cha分fen輸shu入ru，但dan並bing沒mei有you太tai大da的de共gong模mo抑yi製zhi。從cong另ling一yi方fang麵mian來lai說shuo
，該gai運yun算suan放fang大da器qi的de增zeng益yi帶dai寬kuan要yao大da於yu典dian型xing的deLM741運算放大器的增益帶寬。

該設計若采用CD4069UB和74HCU04這兩種器件應當能夠同樣好地工作，盡管U2和U3中(zhong)器(qi)件(jian)的(de)比(bi)率(lv)可(ke)能(neng)會(hui)改(gai)變(bian)，從(cong)而(er)使(shi)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)驅(qu)動(dong)強(qiang)度(du)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)共(gong)模(mo)範(fan)圍(wei)重(zhong)新(xin)回(hui)到(dao)中(zhong)心(xin)位(wei)置(zhi)。而(er)唯(wei)一(yi)的(de)關(guan)鍵(jian)點(dian)是(shi)反(fan)相(xiang)器(qi)是(shi)無(wu)緩(huan)衝(chong)的(de)
，否(fou)則(ze)每(mei)個(ge)增(zeng)益(yi)級(ji)會(hui)變(bian)成(cheng)一(yi)個(ge)三(san)級(ji)環(huan)形(xing)振(zhen)蕩(dang)器(qi)。

圖3：測得的開環放大器的增益幅度響應。

圖4：電壓緩衝器組態的大信號階躍響應，顯示了帶有缺陷的零點取消的某些過衝特點。

圖5：基於5V單電源的接近實際應用的軌到軌運行(運算放大器配置的非反相增益為11)。

 圖6：用萬用板製成的原型。

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