3.3差分放大电路
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第一节差动放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
模拟电子技术基础(童诗白 华成英)课后答案第3章
第三章 多级放大电路自 测 题一、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打“×”。
（1）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。
( )（2）阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立，( )它只能放大交流信号。
( )（3）直接耦合多级放大电路各级的Q 点相互影响，( )它只能放大直流信号。
( )（4）只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。
( ) （5）互补输出级应采用共集或共漏接法。
( )解：（1）× （2）√ √ （3）√ × （4）× （5）√二、现有基本放大电路：A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。
（1）要求输入电阻为1k Ω至2k Ω，电压放大倍数大于3000，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（2）要求输入电阻大于10M Ω，电压放大倍数大于300，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（3）要求输入电阻为100k Ω～200k Ω，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（4）要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大于10M Ω，输出电阻小于100Ω，第一级应采用 ，第二级应采用 。
（5）设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压，且1000io ＞I U A ui &&&=，输出电阻R o ＜100，第一级应采用 ，第二级应采用 。
解：（1）A ，A （2）D ，A （3）B ，A （4）D ，B （5）C ，B三、选择合适答案填入空内。
（1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是 。
A .电阻阻值有误差 B .晶体管参数的分散性 C .晶体管参数受温度影响 D .电源电压不稳定 （2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是 。
A .便于设计B .放大交流信号C .不易制作大容量电容（3）选用差分放大电路的原因是 。
电路中的放大器有哪些分类
电路中的放大器有哪些分类在电路中，放大器是一种常见的电子设备，用于增加信号的幅度，从而提供更强的输出。
放大器可以根据其工作原理和设计特点进行分类。
本文将介绍几种常见的电路中的放大器分类。
1. 按照工作原理分类：放大器可以根据其工作原理分为线性放大器和非线性放大器。
1.1 线性放大器：线性放大器是指输出信号的幅度与输入信号的幅度成正比，而且输出信号不会发生失真。
常见的线性放大器有：- 电压放大器（Voltage Amplifier）：将输入电压信号放大，输出为电压信号。
- 电流放大器（Current Amplifier）：将输入电流信号放大，输出为电流信号。
- 功率放大器（Power Amplifier）：将输入信号放大到更高的功率水平。
1.2 非线性放大器：非线性放大器是指输出信号的幅度与输入信号的幅度存在非线性关系，输出信号可能发生失真。
常见的非线性放大器有：- 压控放大器（Voltage-Controlled Amplifier）：输出信号的幅度受控制电压的变化而变化。
- 流控放大器（Current-Controlled Amplifier）：输出信号的幅度受控制电流的变化而变化。
- 反馈放大器（Feedback Amplifier）：通过对输出信号进行反馈控制来实现放大功能。
2. 按照放大器的频率范围分类：放大器也可以根据其工作频率范围进行分类，常见的分类有低频放大器、中频放大器和射频放大器。
2.1 低频放大器：低频放大器主要用于放大低频信号，其频率范围一般在几赫兹（Hz）到几千赫兹（kHz）之间。
2.2 中频放大器：中频放大器广泛应用于无线通信和广播领域，其频率范围通常在几千赫兹（kHz）到几百兆赫兹（MHz）之间。
2.3 射频放大器：射频放大器主要用于无线通信和雷达等应用中，其工作频率范围一般在几百兆赫兹（MHz）到几十吉赫兹（GHz）之间。
3. 按照放大器的类型分类：另外，根据放大器的性质和应用领域，还可以将放大器分为几类，如以下几个例子所示：3.1 差分放大器（Differential Amplifier）：差分放大器是一种常见的放大器电路，具有良好的抗干扰性能和共模抑制能力，常用于模拟信号的放大。
差分电路讲解
差模输出电阻
Rod = 2RC
第 3 章 放大电路基础
已知： 例 3.3.1 已知：β = 80，r′bb = 200 Ω，UBEQ = 0.6 V，试求： ，′ ，试求：
10 kΩ Ω RC u
od
+12V Ω RC10 kΩ
20 kΩ Ω
ui1 V 1
20 kΩ REE Ω
ui2 [解] V2 (1) ICQ1 = ICQ2 ≈ (VEE – UBEQ) / 2REE )
ui2
VEE
+VCC
ICQ1
V1
uo UCQ1 UCQ2 IEQ1 IEQ2 IEE
VEE REE
RC
RC
ICQ2
V2
VEE
直流通路
第 3 章 放大电路基础
二、动态分析
uod uC1 uC2
REE VEE RC
1. 差模输入与差模特性 +VCC 差模输入 ui1 = – ui2 大小相同 极性相反 RC 差模输入电压 uid = ui1 – ui2 = 2ui1 i 使得： 使得：c1 = – ic2 uo1 = – uo2 = uo1 – ( – uo2) = 2uo1
R1
R2
R3
二极管温度补偿
多路电流源
VCC − U BE1 I REF ≈ R + R1 UBE1 ≈ UBE2
I 0 ≈ I REF
R1 R2
R1 I 02 ≈ I REF R2 R1 I 03 ≈ I REF R3
第 3 章 放大电路基础
3. 镜像和微电流源
+VCC R
V1
IREF
V2
R I0
差分放大电路的原理
差分放大电路的原理
差分放大电路是一种常用的电子放大电路，其原理基于信号的差分放大。
差分放大电路由两个相同的电路分支组成，每个电路分支都有一个晶体管及其相关的其他电子元件。
这两个电路分支互为镜像，其中一个电路分支输出信号是输入信号的正相位，而另一个电路分支输出信号则是输入信号的负相位。
差分放大电路的工作原理是利用两个相对反向的信号进行放大。
当输入信号施加到差分放大电路的输入端时，该信号将被分成两个信号，一个信号经过一个电路分支，另一个信号经过另一个电路分支。
在每个电路分支中，信号被放大，并且输出信号的幅值与输入信号的幅值成正比。
差分放大器的特点是具有较强的抗干扰能力，因为它能够将共模干扰信号抵消掉。
共模干扰信号是指同时施加在两个输入端的相同幅值、相同相位的干扰信号。
差分放大电路能够将这种共模干扰信号减小甚至完全抵消掉，只放大差模信号，从而提高了系统的信噪比和精确度。
差分放大电路广泛应用于音频放大器、通信系统、测量仪器等领域。
通过合理设计和优化差分放大电路的参数，可以实现更高的放大倍数、更低的噪声水平和更好的线性度，从而满足不同应用场景的需求。
3.3差分放大电路(一)
差分放大电路
差分放大电路概述 3.3.1 差分放大电路的工作原理 3.3.2 电流源和具有电流源的差分输出方式
差分放大电路概述
ui1 ui2 差分
放大
电路
uo
有两个输入端，对理想差放： uo ui1 – ui2，而与两个输 入信号的实际大小无关。
两个输入端之间的电压，称差模输入电压，用 uid 表示。 uid = ui1 – ui2 加大小相同 、极性相反的输入信号，称差模输入。 ui1 = – ui2 =uid /2 加大小相等 、极性相同的输入信号，称共模输入。 共模输入电压用uid 表示。 ui1 = ui2= uic 差放优点：放大差模信号，而有效抑制共模信号和零漂。
20 k RE
(2) rbe 200 (1 )
A ud
RL 10 // 10 80 52.7 rbe 7.59
26mV 81 26 200 7.59 k I EQ mA 0.285
请注意：RL’=RL/2//RC ≠ RL//RC Ro = 2RC = 20 k
差分放大电路概述
uI1 uI2 差分 放大 电路 uO 有两个输入端，对理想差放： uO uI1 – uI2，而与两个输 入信号的实际大小无关。
放大电路在输入信号为零时，输出信号 偏离原来的初始值而产生缓慢变化的现象称 为零点漂移，简称零漂，也常称温漂。 差放优点：放大差模信号，而有效抑制共模信号和零漂。
比例型电流源
多路电流源
T↑→IO ↑ T↑→UB (=VCC-RB1IV1)↓ → I B ↓ → IO ↓
R1 VCC U BE1 I 0 2 I REF I REF R R1 R2 UBE1 UBE2 R
差分放大电路
12V
解：(1) ICQ1 = ICQ2 (VEE – UBEQ) / 2REE= 0.285 (mA)
UCQ1= UCQ2 = VCC – ICQ1RC = 9.15 (V)
(2)
rbe
200 (1 ) 26
I EQ
200 81 26 7 489 () 0.285
IC1 导致UC1 变化量为UC1
IC2 导致UC2 变化量为UC2
则： UC1 = UC2 U0 = (UCQ1 + UC1 ) - (UCQ2 + UC2 ) = 0
三、 差模信号与共模信号
第3章 放大电路基础
共模信号：数值相等，极性相同的输入信号，即 ui1= ui2= uic 差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即 ui1= -ui2
Aud
u0d uid
u01 u02 ui1 ui2
2u01 2ui1
u01 u02
Aud1
微变等效电路
第3章 放大电路基础
ib1
βib1
ui1
uod1
单边的微变等效电路
ib1
βib1
ui1
第3章 放大电路基础
uod1
Aud1
(RC //
rbe1
RL 2
)
Aud
3.3 差分放大电路
第3章 放大电路基础
3.3.1 差分放大电路的工作原理 3.3.2 电流源与具有电流源差分放大电路 3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
第3章 放大电路基础
差分放大电路
第3章 放大电路基础
3.3.1 差分放大电路的工作原理 一、电路组成及特点:
实验3 差分放大电路设计实验
模拟电路课程设计报告题目：差分放大器设计专业年级：2012级通信工程组员：20121342104 王开鹏20121342105 王娜20121342107 王象指导教师：方振国2014年11月27日差分放大器设计一、实验内容设计一具有恒流源的单端输入一双端输出差动放大器。
VCC =12V，VEE=－12V，R L =20kΩ，Uid=20Mv。
性能指标要求R id>25kΩ，A vd≥25，K CMR>60Db。
二、实验原理图3.3.31、恒流源差分放大器在生产实践中，常需要对一些变化缓慢的信号进行放大，此时就不能用阻容耦合放大电路了。
为此，若要传送直流信号，就必须采用直接耦合。
差分式直流放大电路是一种特殊的直接耦合放大电路，要求电路两边的元器件完全对称，即两管型号相同、特性相同、各对应电阻值相等。
为了改善差分式直流放大电路的零点漂移，利用了负反馈能稳定工作点的原理，在两管公共发时极回路接入了稳流电阻R E和负电源V EE，R E愈大，稳定性愈好。
但由于负电源不可能用得很低，因而限制了R E阻值的增大。
为了解决这一矛盾，实际应用中常用晶体管恒流源来代替R E，形成了具有恒流源的差分放大器，电路如图3.3.3所示。
具有恒流源的差分放大器，应用十分广泛。
特别是在模拟集成电路中，常被用作输入级或中间放大级。
图3.3.3中，V1、V2称为差分对管，常采用双三极管，如5G921、BG319或FHIB等，它与信号源内阻R b1、R b2、集电极电阻R Cl、R C2及电位器RP共同组成差动放大器的基本电路。
V3、V4和电阻R e3、R e4、R共同组成恒流源电路，为差分对管的射极提供恒定电流I o。
电路中R1、R2是取值一致而且比较小的电阻，其作用是使在连接不同输入方式时加到电路两边的信号能达到大小相等、极性相反，或大小相等、极性相同，以满足差模信号输入或共模信号输入时的需要。
晶体管V1与V2、V3与V4是分别做在同一块衬底上的两个管子，电路参数应完全对称，调节RP 可调整电路的对称性。
第3章 集成电路运算放大电路
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3.2集成运算放大电路简介
2.理想集成运放的两个重要结论
(1)因rid→∞有i+≈i-≈0，即理想运放两个输入端的输 入电流近似为零。 (2)因Auo→∞，故有u+≈u-即理想运放两个输入端的电 位近似相等。
请看动画
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3.2集成运算放大电路简介
3.集成运放的传输特性
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3.1 差分放大电路
3.动态特性
(1)差模特性 电路的两个输入端各加上一个大小相等、极性相反的 电压信号，称为差模输入方式。此时，uIl =uI /2，uI2 = - uI /2，若用uID 表示差模输入信号，则有uID =uI1 –uI2。 在差模输入信号作用下，差动放大电路一个管的集电极电 流增加，而另一管的集电极电流减少，使得uO1 和uO2 以相 反方向变化，在两个输出端将有一个放大了的输出电压 uO 。 这说明，差动放大电路对差模输入信号有放大作用。
1．通用型 2．低功耗型 3．高精度型 4．高阻型
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3.2集成运算放大电路简介
3.2.5 理想运算放大器
1.理想集成运放的特性
（1）开环电压放大倍数Aod = ∞ ；
（2）差模输入电阻rid = ∞ ； （3）输出电阻ro =0；
（4）共模抑制比KCMR = ∞ ；
（5）输入偏置电流IB1 =IB2 =0。
请看例题
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3.3集成运算放大器的基本运算电路
3.3.2 同相比例运算电路
如图3－7所示，输入信号ui经外接电阻R2送到同相输入 端，而反相输入端通过电阻R1接地。反馈电阻RF跨接在输出 端和同相输入端之间，形成电压串联负反馈。
第三章(三)差分放大电路
26 I EQ
200
5 7 .5 9
81 26 0 .2 8 5
7 5 8 9 7 .5 9 K
80
5 2 .7
R L 1 0 / /1 0 5 K
R id 2 rb e 2 7 .5 9 1 5 .2 k R od 2 RC 2 0 K
0CC
RC I CQ1
1 2 1 0 0 .2 8 5 9 .1 5(V )
rb e 2 0 0 (1 )
( 2 ) Au d R L RC / / 1 2 RL rb e
ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V) ui2 = 0.99 = 1.00 – 0.01 (V) uid = u i1 – u i2= 1.01 – 0.99 uic = (ui1+ ui2 ) / 2 =1（V）
u i 1 u ic 1 2 u d ; u i 2 u ic 1 2 u id
I CQ1 I CQ 2
U CQ1 VCC RC I CQ1 U C Q 2 V C C R C I C Q 2 是集电极对地电位值！
（二）动态分析 1. 差模输入与差模特性 差模输入：差分放大电路的两个输入信号大小相等，极性相反。 差模电压放大倍数：差模输出电压uod与差模输入电压uid的比值。 差模输入电阻：从放大电路两个输入端看进去所呈现的等效电阻。 差模输出电阻：差分放大电路两管集电极之间即输出端看进去的对 差模信号所呈现的电阻。
ic1
ic2
IE
IE
REE:静态时：流过两倍的IE,对单边来讲相当于串接了2REE。 动态时：ui1引起ie增加，而ui2引起ie减小，一增一减，在RE上不
第3章模拟集成电路基础
模电拟 电子子 技技术 术
集成运放的电路结构特点
（1）因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直 接耦合方式。 （2）因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和 干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种 差分放大电路（作输入级）和恒流源电路（作偏置电路或有 源负载）。
（3）因为制作不同形式的集成电路，只是所用掩模不同， 增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许采用 复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。
由场效应管同样可以组成镜像电流源、比例电流源等。T0～T3均为N沟道增强型 MOS管，它们的开启电压UGS(th)等参数相等。在栅-源电压相等时，MOS管的漏极 电流正比于沟道的宽长比。设宽长比W/L=S，且T0～T3的宽长比分别为S0、S1、 S2、S3。这样就可以通过改变场效应管的几何尺寸来获得各种数值的电流。
模电拟 电子子 技技术 术
比例电流源
基准电流 输出电流
分析
模电拟 电子子 技技术 术 比例电流源分析
微电流
输出电流可以大于或小于基准电流，与基准电流成比例关系。
模电拟 电子子 技技术 术
微电流源
基准电流 输出电流
分析
模电拟 电子子 技技术 术
微电流源分析
在已知Re的情况下，上式对输 出电流IC1而言是超越方程，可 以通过图解法或累试法解出IC1。
模电拟 电子子 技技术 术
长尾式差分放大电路
电路参数理想对称，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc；T1管与 T2管的特性相同，β1= β 2= β ，rbe1=rbe2=rbe；Re为 公共的发射极电阻。
静态分 析 共模信 号作用
差模信 号作用
模电拟 电子子 技技术 术
模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
模拟电子技术课程习题之多级放大电路
多级放大电路3.1 放大电路产生零点漂移的主要原因是( )A.放大倍数太大B.采用了直接耦合方式C.晶体管的噪声太大D.环境温度变化引起参数变化3.2 差动放大电路的设置是为了( )A.稳定放大倍数B.提高输入电阻C.克服温漂D.扩展频带3.3 差动放大电路用恒流源代替Re是为了( )A.提高差模电压放大倍数B.提高共模电压放大倍数C.提高共模抑制比D.提高差模输出电阻3.4 在长尾式差动放大电路中, Re的主要作用是( )A.提高差模电压放大倍数B.抑制零点漂移C.增大差动放大电路的输入电阻D.减小差动放大电路的输出电阻3.4 差动放大电路的主要特点是( )A.有效地放大差模信号，强有力地抑制共模信号B.既可放大差模信号，也可放大共模信号C.只能放大共模信号，不能放大差模信号D.既抑制共模信号，又抑制差模信号3.5 若三级放大电路的A V1=A V2=20dB,A V3=30 dB，则其总电压增益为( )A. 50dBB. 60dBC. 70dBD. 12000dB3.8 乙类放大电路是指放大管的道通角等于( )A.360oB.180oC.90oD.小于90o3.9 集成功率放大器的特点是( )A.温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，非线性失真较小。
B.温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，但非线性失真较大。
C.温度稳定性好，功耗较低，非线性失真较小，但电源利用率低。
D.温度稳定性好，非线性失真较小，电源利用率高，功耗也高。
3.10集成运放电路采用直接耦合方式是因为。
A.可获得很大的放大倍数B.可使温漂小C.集成工艺难于制造大容量电容3.11通用型集成运放适用于放大。
A.高频信号B.低频信号C.任何频率信号3.12集成运放制造工艺使得同类半导体管的。
A.指标参数准确B.参数不受温度影响C.参数一致性好3.13集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。
A.减小温漂B.增大放大倍数C.提高输入电阻3.14为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。
差分放大电路资料
差模输出 共模输出
静态时的值
3. 任意信号的输入
输入信号既不是共模也不是差模信号：要把输
入信号分解为一对共模信号和一对差模信号，它们 共同作用在差动电路的输入端。
ui1=uic+uid
ui2=uic-uid
uic
ui1 ui2 2
uid
ui1 ui2 2
输入信号分解为差模和共模信号
例：已知输入信号 ui1=20 mv , ui2=10 mv，求共模 信号uic和差模信号uid.
电阻Ｒe不影响差模电压放大倍数！
Ri 2(Rb rbe )
Ro 2Rc
差分放大电路
4. 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR
共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。
K CMR
Ad Ac
在参数理想对称的情况下，KCMR 。
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免 干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。
由于IBQ ，Rb较小，其上的 电压降可忽略不计。
ui1 Rb1
-UBEQ
IBQ 2IEQ Re
-VEE
Rb2 ui2
I BQ1 I BQ2 I BQ ICQ1 ICQ2 ICQ I EQ1 I EQ2 I EQ U CQ1 U CQ2 U CQ
I EQ
VEE
U BEQ 2Re
+ RL/2
uod
ui1 rbe2 βIb
Rc1
RL/2
-
Rb2 (e) 交流等效电路
uod
2ic1(Rc
//
差分放大电路
ie2
uic
ui2
－
共模电压增益：
Auc
=
uoc uic
uo1 uic
= (RC // RL ) Rb rbe (1 )2Re
RC // RL 2Re
Rb
RC RL
uo
uic
2Re
Rb 2Re
RC
ib
+
+ Rb uic
rbe
-
2 Re
+
ic
βib RC
+
+
RL uo1
+
说明
1 RL对静态工作点有影响。
RC
RC
+VCC
RB
T1RL uo T2
RB
ui
RP
RE -VEE
解：
I
BQ
RB
VEE
(1 )
U RP
2
BE
2(1
)RE
12 0.7
10
101
0.1 2
2
101
11
0.005mA
RC
RC
RB
T1RL uo T2
++ uuoo --
RRcc
+ ui1+
ui1－ －
Rb T1 Rb T1
RL
T2 T2
Rb Rb
E E
IRe Re
_ VEE
+ +ui2
－ui2 －
信号相当于短路。
Rb
ui1
ui
ui 2
Rb
Rc + uo - Rc
Rb T1
T2 Rb
+
差分放大电路增大输入电阻的作用__解释说明以及概述
差分放大电路增大输入电阻的作用解释说明以及概述1. 引言1.1 概述差分放大电路是一种常见的电路结构，广泛应用于信号处理领域。
其基本原理是将两个输入信号进行差分放大，并输出放大后的差分信号。
在实际应用中，差分放大电路的性能受到输入电阻的影响。
因此，本文旨在探讨增大输入电阻对差分放大电路性能改善的作用。
1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分：引言、差分放大电路的基本原理、增大输入电阻的方法及其作用分析、输入电阻对差分放大器性能改善的实验研究验证以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在介绍和解释差分放大电路增加输入电阻所起到的作用，并通过实验验证来支持理论结果。
通过了解和掌握增加输入电阻方法，可以提高差分放大器性能，在各种应用场景中取得更好的效果。
同时，通过展望未来的研究方向，可以为相关领域提供进一步发展和创新的参考依据。
2. 差分放大电路的基本原理2.1 差分放大器的作用与应用差分放大器是一种能够放大两个输入信号之间差异的电路。
在许多电子系统中，差分放大器被广泛应用于测量、通信和控制等领域。
它能够提供高增益、抑制共模干扰以及增强系统的抗噪声性能。
2.2 差分放大电路的组成及工作原理差分放大电路由两个输入端口和一个输出端口组成。
其中，非反相输入端口和反相输入端口接收到两个互补的输入信号。
通过调节不同的增益系数，输出信号可以按照所需比例进行放大或缩小。
在差分放大电路中，通常采用双晶体管结构来实现。
其中一个晶体管负责接收非反相输入信号，另一个晶体管则接收反相输入信号。
通过合理设置晶体管工作点和引入适当的偏置电流，可以使得差分放大电路在满足要求的增益情况下工作稳定可靠。
2.3 输入电阻对差分放大电路性能的影响输入电阻是指在单位改变输入电压的情况下，对输入电流的阻碍程度。
对于差分放大电路而言，输入电阻的大小直接影响到其性能表现。
较大的输入电阻可以降低信号源驱动能力要求，并且减少对外部环境干扰的敏感程度。
同时，较大的输入电阻还能够保证较低的噪声增益。
差动放大电路在心电图机中的应用
差动放大电路在心电图机中的应用本文结合笔者多年的工作经验，主要对差动放大电路在心电图机中的应用进行了探讨，可供大家参考交流。
标签：差动放大电路;心电图机1 引言心脏是人体血液循环的动力装置。
由于心脏不断地进行着有节奏的收缩和舒张活动，血液在封闭的循环系统中不停地流动，使生命得以维持。
心脏搏动之前，心肌首先发生激动，在激动的过程中产生心肌细胞除极与复极的电偶作用，即产生了微弱的心动电流。
这样，心脏的每一个心动周期均伴随着生物电变化。
这种生物电变化可传达到身体表面的各个部位。
由于身体各部位组织不同，距心脏的距离不同，心电信号在身体不同的部位所表现的电位也不同。
这种生物电变化对正常心脏来说，其方向、频率、强度是有规律的。
若通过电极将体表不同部位的电信号检测出来，再用放大器加以放大，并用记录器描记下来，就可得到心电图形。
医生根据所记录的心电图波形的形态、波幅大小以及各波之间的相对时间关系，再与正常心电图相比较，便能诊断出心脏疾病。
诸如心电节律不齐、心肌梗塞、期前收缩、高血压、心脏异味搏动等。
心电图机就是用来描记心肌细胞活动时所产生的生理电信号的仪器。
心电图对诊断心血管方面的疾病具有重要意义。
由于其诊断技术成熟、可靠，操作简便，对病人无损伤，价格适中等优点，故在临床上得到广泛应用，已成为最普及的医用电子仪器之一。
因心电图机是一个高灵敏度、高输入阻抗的放大装置，容易受到机外各种电磁信号的干扰，因此，为了把干扰信号抑制掉，心电图机要求电路具备低噪声、高共模抑制比、良好的传输特性和足够的频响范围等特点，而采用差动放大电路，可以进一步提高差动放大器的抑制共模信號的能力，进而保证人身安全和测量的准确。
本文将讨论差动放大电路在心电图机中的应用。
2 差动放大电路的概念差动放大电路又叫差分电路，它不仅能有效地放大交流信号，而且能有效地减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。
基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。
差分放大电路,两管公共发射极电阻re对共模信号有很强的负反馈作用。 -回复
差分放大电路,两管公共发射极电阻re对共模信号有很强的负反馈作用。
-回复题目：差分放大电路中两管公共发射极电阻re对共模信号的负反馈作用引言:在电子电路中，差分放大电路是一种常见的放大器电路，用于放大差模信号。
而在差分放大电路中，两管公共发射极电阻re起到了很强的负反馈作用。
本文将逐步回答差分放大电路中两管公共发射极电阻re对共模信号的负反馈作用，并深入探讨其原理和性能。
第一部分：差分放大电路概述1.1差分放大电路原理1.2差分放大电路的优点和应用1.3两管公共发射极电阻re在差分放大电路中扮演的角色第二部分：两管公共发射极电阻re对差模信号放大的影响2.1两管公共发射极电阻re的作用机制2.2两管公共发射极电阻re的计算方法2.3两管公共发射极电阻re对差模增益的影响2.4两管公共发射极电阻re对差模信号的失真和互调干扰的影响第三部分：两管公共发射极电阻re对共模信号的负反馈作用3.1共模信号的定义和特点3.2两管公共发射极电阻re对共模信号的影响3.3两管公共发射极电阻re对共模增益的影响3.4两管公共发射极电阻re对共模失真的抑制作用3.5两管公共发射极电阻re对共模干扰的抑制作用第四部分：实验验证与性能分析4.1差分放大电路实验设计4.2实验结果及数据分析4.3两管公共发射极电阻re对共模信号抑制的实验验证4.4两管公共发射极电阻re不足之处以及改进方向结论：通过对差分放大电路中两管公共发射极电阻re对共模信号的负反馈作用进行深入分析和探讨，我们能够更好地理解其原理和性能，并在实际应用中充分发挥其作用。
同时，本文也揭示了两管公共发射极电阻re在差分放大电路中的局限性，为今后的研究和改进提供了方向和灵感。
差分放大电路在电子领域中占据重要地位，了解其工作原理和性能对于实现更高质量的电子电路和设备具有重要意义。
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例3.3.1 下图中， = 80 ，rbb'= 200 ，UBEQ = 0.6 V，试求：
（1）Q 点；（2）Aud 、 Rid 、 Ro 。
10 k RC uod
+12V RC10 k
20 k
ui1 V1
RC (1 )RP / 2
0.42
100 7.5 6.45 101 0.05
65
Rid 2[rbe (1 )Rp / 2] 23k
Ro = 2RC = 15 k
例3.3.3 下图中， = 100，试求 (1) Q ；(2) Aud，Rid，Ro
解：(1) 求Q 点
I REF
二、静态分析
UEQ= – UBEQ URE = VEE – UBEQ IEE = URE / RE
ICQ1 = ICQ2 IEE/ 2 = (VEE – UBEQ) / 2RE
ICQ1 UCQ1
ICQ2 UEQ
IEE
UCQ1 = UCQ2= VCC – ICQ1RC
uo = UCQ1 – UCQ2 = 0
R3 100
V4 100
R2
VE
6 VE
(2)求 Aud、Rid、Ro 零输入26时，若uo>0，则
r be1 Aud
r
be2
rbe
200应将1触01头 左 移6 4调5零2？
(1
RC
)RP
/
0.42
2
100 7.5 6.45 101 0.05
65
Rid 2[rbe (1 )Rp / 2] 23k
V2 ui2
20 k RE
解：（1）求Q点
ICQ1 = ICQ2 (VEE – UBEQ) / 2RE = (12 – 0.6)V / 2 20 k = 0.285 mA
UCQ1= UCQ2 = VCC – ICQ1RC
12V
=12V – 0.285 10V = 9.15 V
(2)
rbe
200 (1
ui1
ui1
2
ui2
ui1
2
ui2
ui2
ui1
2
ui2
ui1
2
ui2
= uic + uid/ 2 = uic uid/ 2
uic = (ui1+ ui2 ) / 2
uid/2
uo = uod + uoc=Aud uid + Auc uic Aud uid 差模输出电压 共模输出电压
例3.3.2
共模输入电压用uic表示。 ui1 = ui2= uic
理想时 uoc = 0
Auc
uoc uic
0
实际 uoc 0 Auc 0
共模抑制比综合表示放大差模 信号、抑制共模信号的能力。
KCMR
Aud Auc
KCMR (dB)
理想情况下，
20 lg Aud uoc =0A，uc
Auc
=0
K CMR
I C3
I REF
R2 R3
0.84mA
0.84 mA
+VCC
RC 7.5 k
uo
+6 V RC 7.5 k
V1
100 IC3
V2 R1
IREF
V3
6.2 k
R3 100
V4 100
R2
VE
6 VE
IC3
例3.3.3 下图中， = 100，试求 (1) Q ；(2) Aud，Rid，Ro
RL
RL
Aud
RL rbe
Rid、 Ro不变
例3.3.1
下图中， = 80 ，rbb'= 200 ，UBEQ = 0.6 V，试求：
（1）Q 点；（2）Aud 、 Rid 、 Ro 。
10 k RC uod
+12V RC10 k
20 k
ui1 V1
V2 ui2
20 k RE
12V
解：（1）求Q点
ICQ1 = ICQ2 (VEE – UBEQ) / 2RE = (12 – 0.6)V / 2 20 k = 0.285 mA
3.3 差分放大电路
概述 3.3.1 基本差分放大电路 3.3.2 电流源和具有电流源的差分放大电路 3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式 3.3.4 差分放大电路的差模传输特性及应用
概述
为何要用 差分放大电路？
具有很强的抑制零漂和共模干扰的能力。
概述：抑制零漂与共模干扰
放大电路在输入信号为零时，输出信号缓慢变化的现象 称为零点漂移，简称零漂，也常称温漂。
2. 电流源电路
（1） 三极管电流源
IC
RL
IC
RB2 RB 1＋RB 2
VCC
RE
UBE
2. 电流源电路
改进
二极管温度补偿电路
IC
RB2 RB 1＋RB 2
VCC
RE
UBE
2. 电流源电路 续
（2）比例型电流源
>>1 两管电流相近
二极管温度补偿电路
比例型电流源
I REF
VCC UBE1 R R1
三、动态分析
（二） 共模输入、共模特性与共模抑制比
共模信号通路
3. 共模
输入与
共模抑
制比
三、动态分析
（二） 共模输入、共模特性与共模抑制比
共模信号通路
3. 共模
输入与
共模抑
制比
ue =2 ie1RE= ie1（2RE）
三、动态分析
（二） 共模输入、共模特性与共模抑制比
共模信号通路
抑制共模信号3和. 共模 零漂的原理 输入与 共模抑 制比
3.3.2电流源与具有电流源的差分放大电路
电流源动态电阻很大、输出电流稳定、压降可以较小。 代替共模电阻RE 可有效提高共模抑制能力。
一、电流源与有源负载
１. 电流源的应用
采用有源负载 可大大提高电 压放大倍数。
提供稳定的静态电流；作有源负载。
Au左
RC
RB rbe
Au右
(rce
RB
// r0 ) rbe
差模输入电阻 Rid
Aud = 2rbe
uod uid
2uo1 2ui1
Au1
RC rbe
差模输出电阻 Ro = 2RC
三、动态分析
（一）差模输入与差模特性 续
画出差模信号通路
求差模特性
差模电压放大倍数
差模输入电阻 Rid
Aud = 2rbe
uod uid
2uo1 2ui1
Au1
RC rbe
I C3
I REF
R2 R3
0.84mA
0.84 mA
ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0 =0.42mA
UCQ1 = UCQ2 = 6V – 0.42 7.5V = 2.85 V
uod
ui2 = ui1
(2)求 Aud、Rid、Ro
26
r be1 r
Aud
be2
rbe
200 101 6 452
(2)求 Aud、Rid、Ro
例3.3.3 下图中， = 100，试求 (1) Q ；(2) Aud，Rid，Ro
解：(1) 求Q 点
I REF
VEE UBE4 R1 R2
6 0.7 mA 6.2 0.1
I C3
I REF
R2 R3
0.84mA
0.84 mA
ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0 =0.42mA
RE很强的电流负反馈作用抑 制共模信号传递，电路结构的对 称性又使双端输出时的共模输出 电压相互抵消，因此 uoc很小，通 常可近似为零。
零漂可等效为共模信号，被 有效抑制。
增大RE可抑制共模信号而不 影响差模信号，提高KCMR 。
三、动态分析
（三）任意输入信号时的分析 任意输入信号可分解为共模信号和差模信号之和
)
26mV IEQmA
200
81 26 0.285
7.59 k
A ud
RL rbe
80
RC
//
RL 2
52.7
7.59
Rid = 2rbe = 2 7.59 k = 15.2 k
Ro = 2RC = 20 k
三、动态分析
（二） 共模输入、共模特性与共模抑制比
加大小相等 、极性相同的输入信号，称为共模输入。
uo
+6 V RC 7.5 k
ui1 V1
100 IC3
V2
ui2
R1
IREF
V3
6.2 k
R3 100
V4 100
R2
VE
6 VE
例3.3.3 下图中， = 100，试求 (1) Q ；(2) Aud，Rid，Ro
解：(1) 求Q 点
I REF
VEE UBE4 R1 R2
6 0.7 mA 6.2 0.1
uO UCQ
t
概述：抑制零漂与共模干扰
放大电路在输入信号为零时，输出信号缓慢变化的现象 称为零点漂移，简称零漂，也常称温漂。
零漂的危害。 减小零漂的主要措施：采用差分放大电路、电流源偏置电路、
温度补偿、负反馈等。 共模干扰及其抑制。
3.3.1 基本差分放大电路
一、电路组成
结构特点： 电路结构和元件参数对称； 双端输入、双端输出； 双电源供电。
解：(1) 求Q 点
I REF