差动放大电路
第13讲--差动放大电路课件
+ T1 RC1 uBE1
－ iE1
RS2 －
+ uod －
+
+
uo1
uo2
－
－
RE iE
iC2
iB2 T2
RC2
+
uBE2 －
iE2
❖ 由三极管e极电流与e极电压指数关系，电流方程：
iC1
iE1＝I ES
exp( u BE1 UT
)
iE iE1 iE2 iC1 iC2
iC 2
iE2＝I ES
2024/10/10
电子电路基础
第十三讲 差动放大电路 （1）
1
主要内容
7.1 基本电路及特征分析 7.2 双端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.3 单端输入、双端输出差动放大电路旳特征 7.4 单端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.5 有源偏置差动放大电路
2
零点漂移
❖ 放大电路无输入时，还有缓慢变化旳电压 输出旳现象为零点漂移
(2)先求rbe,再用前述公式
rbe
rbb
UT ICQ
134 100 26 1.1
2.5(k)
ASD
RC1 //( RL / 2)
RS1 rbe1
100 5 // 5 71
1 2.5
VCC
iC1
iC2
RC1
RL
RC2
Ri 2(RS1 rbe1)
2 (1 2.5) 7(k)
❖ 增大发射极电阻RE旳阻值，线性范围增大
uo1, uo2
uo2
uodm
uo1
RE 小
RE 大
uid
0
电压传输特性
差动放大电路原理及应用
差动放大电路原理及应用差动放大电路是一种电子电路，其基本原理是利用两个输入之间的电压差来放大信号。
它由一个差分放大器和一个输出级组成，常用于放大微弱信号。
下面将详细介绍差动放大电路的工作原理及应用。
差动放大器采用了差动放大方式，即两个输入信号相互作用，电压差通过放大后得到放大输出信号。
差分放大器由两个晶体管组成，一个是NPN型，一个是PNP 型。
在工作过程中，两个输入信号通过耦合电容C1和C2加在晶体管基极上，导通两个晶体管，使得两个晶体管工作在放大状态。
输出信号通过输出电容C3耦合到负载电阻上，最后形成放大的输出信号。
差动放大电路的主要优点是具有高增益、低失真和良好的共模抑制比。
其增益由输入电阻、反馈电阻和负载电阻决定。
利用差动放大电路，可以实现对微弱信号的放大，提高信号的强度，同时还能减小噪声干扰，提高信号的质量。
差动放大电路在实际应用中有着广泛的应用。
其中最常见的应用是在音频放大器中。
差分放大器能够将音频信号放大到合适的水平，驱动扬声器，使得声音更加清晰、响亮。
此外，在通信系统中，差动放大电路也被广泛使用。
它可以放大发送方的信号，并通过差分放大来抑制噪声干扰，保证接收方得到清晰的信号。
另外，差动放大电路还被应用于测量系统中。
例如，在温度测量中，可以使用差动放大器将微弱的温度信号放大到适合测量的范围。
差动放大器还经常被用作传感器信号的接收电路，能够提高信号的精确度和稳定性。
此外，差动放大器还具有良好的共模抑制比，可以抑制输入信号和共模信号之间的干扰。
因此，差动放大器也被广泛应用于抑制环境噪声的电路中。
例如，在汽车音响系统中，差分放大器可以有效地抑制来自发动机的噪声，使得音乐更加清晰。
总之，差动放大电路是一种广泛应用的电子电路，其原理是通过放大两个输入信号之间的电压差来实现信号放大。
它具有高增益、低失真和良好的共模抑制比等优点，被广泛应用于音频放大器、通信系统、测量系统以及噪声抑制等领域。
通过差动放大电路的应用，可以提高信号的强度和质量，使得各种电子设备的性能得到提升。
差动放大电路
设ui1>0,
则ui2<0
IC2<0, VC2>0
IC1>0, VC1<0; uo=VC1VC2 设VC!=-1V,
VC2=1V
则uo=-2V
(3)比较输入
ui1与ui2是任意
则设ui1为给定信号,ui2为反馈信号 uo=Au(ui1-ui2)
为了便于分析与处理,可以将这种即非共模、又 非差模的信号,分解为共模分量和差模分量。 ui1 uod1
RB
uod2
ui
ui1
RE
T2 T2
RB
ui2
-EE
当T1管输入信号电压ui且极性如图所示,T1的集电流 增大,其增大量为IC(正值),流过RE的电流也增大,因 而发射极电位升高,使T2基—射极电压减小UBE2,T2的 集电极电流也就减小,其减小量为IC2(负值)。IC1和 IC2的相对大小,取决于RE的大小,RE大,T1的输入信号 耦合(传送)到T2管的作用也强。
VE=RE(IC1+IC2)
是一有限值
当RE足够大时, IC1+IC20对信号讲,RE电路可 认为是开路的,如图所示。 rbe rbe RB R
B
ui
ui11/2ui
ui2-1/2ui
在单端输入的差动放大电路中,只要共模反馈电阻RE 足够大时,两管所取得的信号就可以认为是一对差模 从这一点来看,单端输入和双端输入是一样的 信号。
EE 2 R
E
U CE U CC R C I C U CC
EER C 2R E
3. 动态分析: 1) 双端输入——双端输出
RC
RB
T1
uo
T2 RE
差动放大电路的主要特点
差动放大电路的主要特点差动放大电路是一种常见的电子电路，它具有许多独特的特点和应用。
差动放大电路的主要特点包括：高放大倍数、高共模抑制比、低失调、低噪声、高输入阻抗和高带宽等。
差动放大电路具有高放大倍数的特点。
差动放大电路通过对输入信号进行差分放大，从而实现对输入信号的放大。
由于差分放大的方式，差动放大电路能够放大微弱的输入信号，使其达到较大的输出信号，从而提高了信号的可靠性和稳定性。
差动放大电路具有高共模抑制比的特点。
共模信号是指同时作用于差动放大电路的两个输入端的信号，而差动信号是指作用于两个输入端的信号的差值。
差动放大电路能够抑制共模信号的干扰，使得差动信号能够得到更好的放大，从而提高了信号的质量和准确性。
差动放大电路具有低失调的特点。
失调是指差动放大电路输出的差动信号与输入信号之间的误差。
差动放大电路通过采用精确的电子元件和精细的电路设计，能够减小失调的产生，从而提高了差动放大电路的精度和稳定性。
差动放大电路还具有低噪声的特点。
噪声是指在电路中由于电子元件的随机运动而产生的不稳定信号。
差动放大电路通过优化电路结构和选择低噪声的元件，能够减小噪声的产生，从而提高了信号的纯净度和可靠性。
差动放大电路具有高输入阻抗的特点。
输入阻抗是指电路对输入信号的阻力。
差动放大电路通过采用高阻抗的元件和合理的电路设计，能够提高电路对输入信号的接受能力，从而减小输入信号的损耗和失真，提高了信号的传输效率和稳定性。
差动放大电路具有高带宽的特点。
带宽是指电路能够传输信号的频率范围。
差动放大电路通过采用高频率响应的元件和合理的电路布局，能够提高电路对高频信号的接受和传输能力，从而实现高频信号的准确放大，提高了信号的传输速度和准确性。
差动放大电路具有高放大倍数、高共模抑制比、低失调、低噪声、高输入阻抗和高带宽等特点。
这些特点使得差动放大电路在各种电子设备和通信系统中得到广泛的应用。
差动放大电路可以实现对微弱信号的放大，提高信号的质量和准确性；可以抑制共模信号的干扰，提高信号的可靠性和稳定性；可以减小失调和噪声的产生，提高信号的纯净度和可靠性；可以提高电路对输入信号的接受能力，减小信号的损耗和失真；可以提高电路对高频信号的传输能力，实现高频信号的准确放大。
差动放大电路
uic = (ui1+ ui2 ) / 2
ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V) ui2 = 0.99 = 1.00 – 0.01 (V) = 1.01 – 0.99 = 0.02 (V) u = u + 1 u
i1 = ic + 2 id
3 差动放大电路的计算
RC RC
uo ui1
例1
RC
(1)求差模输入电压 uid 、共模输入电压 uic ) +VCC (2) 若 Aud = – 50、 Auc = – 0.05 ) 、
RC
uo 求输出电压 uo，及 KCMR 1.01 V uC2 0.99 V uC1 [解](1) 可将任意输入信号分解为 ui2 ) ui1 V V2 1 共模信号和差模信号之和 共模信号 差模信号 R
(1)求静态工作点； )求静态工作点； +V RC +6CC V 7.5 k ui2 V2 IREF
Hale Waihona Puke K CMRAud = Auc
实际中还常用对数的形式表示共模抑制比， 实际中还常用对数的形式表示共模抑制比，即 常用对数的形式表示共模抑制比
Aud K CMR (dB ) = 20 lg Auc
值越大， 若Auc＝0，则KCMR→∞，这是理想情况。这个值越大，表 ， ，这是理想情况。这个值越大 示电路对共模信号的抑制能力越好 抑制能力越好。 示电路对共模信号的抑制能力越好。一般差动放大电路的 KCMR约为 约为60dB，较好的可达 ，较好的可达120dB。 。
EE
VEE
uid = u i1 – u i2
= 1 (V) ui2 = uic 1 uid 2 uod = Auduid = – 50 × 0.02 = – 1 (V) (2) ) uoc = Aucuic = – 0.05 × 1 = – 0.05 (V) uo = Auduid + Aucuic = –1.05 (V) 50 Aud = 20 lg K CMR (dB ) = 20 lg = 60 (dB) 0.05 Auc
差动放大电路工作原理
差动放大电路工作原理差动放大电路是一种常见的电路，它常常被用于放大微小信号。
本文将介绍差动放大电路的工作原理、应用场景以及常见问题解决方法。
一、差动放大电路的工作原理差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。
当两个输入端的电压不同时，输出端就会输出一个差分电压。
差分电压的大小与两个输入端的电压差有关，电压差越大，则差分电压也越大。
差动放大电路的主要作用是将微小信号放大到可以被其他电路处理的程度。
差动放大电路通常由两个晶体管组成。
其中，一个晶体管的发射极连接到一个恒流源，另一个晶体管的发射极连接到另一个恒流源。
两个晶体管的集电极通过一个电阻连接在一起，形成一个共射放大电路。
两个输入端的信号分别连接到两个晶体管的基极上，输出端连接到两个晶体管的集电极上。
差动放大电路的工作原理可以用以下公式表示：Vout = (V1-V2) * (Rc / Re)其中，V1和V2分别是两个输入端的电压，Vout是输出端的电压，Rc是两个晶体管的集电极电阻，Re是两个晶体管的发射极电阻。
二、差动放大电路的应用场景差动放大电路广泛应用于音频放大器、电视机、电脑等电子产品中。
它可以将微弱的音频信号放大到可以被扬声器播放的程度。
此外，差动放大电路还可以用于测量仪器中，例如电压表、电流表等。
三、差动放大电路的常见问题解决方法1. 电路失真：差动放大电路有时会出现电路失真的情况，这可能是由于电容电压过高或者晶体管的工作状态不稳定造成的。
要解决这个问题，可以适当减小电容电压或者更换晶体管。
2. 电源噪声：电源噪声对差动放大电路的影响非常大，会导致输出信号的失真。
为了解决这个问题，可以采用滤波器来滤除电源噪声。
3. 温度漂移：温度漂移是指电路在不同温度下输出信号的变化。
要解决这个问题，可以采用温度补偿电路来进行调整。
总之，差动放大电路是一种常见的电路，它可以将微弱的信号放大到可以被其他电路处理的程度。
通过了解差动放大电路的工作原理和应用场景，我们可以更好地理解它的作用和意义。
差动放大电路(
§5、1差动放大电路(第三页)这一页我们来学习另一种差动放大电路和差动放大电路的四种接法一：恒流源差动放大电路我们知道长尾式差动电路，由于接入Re，提高了共模信号的抑制能力，且Re越大，抑制能力越强，但Re增大，使得Re上的直流压降增大，要使管子能正常工作，必须提高UEE的值，这样做是很不划算的。
因此我们用恒流源代替Re，它的电路图如右图所示：恒流源差动放大电路的指标运算，与长尾式完全一样，只需用ro3代替Re即可二：差动放大电路的四种接法差动放大电路有两个输入端和两个输出端，因此信号的输入、输出方式有四种情况。
（1）双端输入、双端输出它的电路的接法如图（1）所示：差模电压的放大倍数为：共模电压的放大倍数为：共模抑制比为：CMRR→∞(2)双端输入、单端输出它的电路接法如图(2)所示:差模电压的放大倍数为:共模电压的放大倍数为:共模抑制比为:(3)单端输入、双端输出它的电路接法如图（3）所示：这种放大电路忽略共模信号的放大作用时，它就等效为双端输入的情况。
双端输入的结论均适用单端输入、双端输出。
(4)单端输入、双端输出它的电路的接法如图（4）所示：它等效于双端输入、单端输出。
这种接法的特点是：它比单管基本放大电路的抑制零漂的能力强，还可根据不同的输出端，得到同相或反相关系。
三：总结由以上我们可以看出：差动放大电路电压放大倍数仅与输出形式有关，只要是双端输出，它的差模电压放大倍数与单管基本的放大电路相同；如为单端输出，它的差模电压放大倍数是单管基本电压放大倍数的一半，输入电阻都相同。
下一节返回§5、2集成运算放大器集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路一：集成运放的组成它有四部分组成：1、偏置电路；2、输入级：为了抑制零漂，采用差动放大电路3、中间级：为了提高放大倍数，一般采用有源负载的共射放大电路。
4、输出级：为了提高电路驱动负载的能力，一般采用互补对称输出级电路二：集成运放的性能指标（扼要介绍）1、开环差模电压放大倍数 Aod它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。
差动放大电路
voc1 voc2
T2
RB
vic
vee REE –VEE
iee
双电源长尾式差放电路分析
RL 共模分析的处理: 共模分析的处理:
RL等效为开路线
REE对共模信号作用: 模信号作用:
vic ↑
ic1 ic2 ↑
iee
vee ↑ 问题： 问题：负载影 响共模放大倍 数吗？ 数吗？
Avd =
Avc =
RC RL + + vi1 T1 vo
RC
β ( RC //
rbe
RL ) 2 = 48
T2 vi2
+
RC 10 = = 0.22 2 REE 2 * 22.6
KCMR = 217
REE VEE
4、vo1, vo 2 , vo
vo = vo1 vo 2 = 960sin ωt (mV )
差分放大器两输出端的电压分别为 1 1 vo1 = voc + vod = Avcvic + Avd vid 2 2 1 1 vo2 = voc vod = Avcvic Avd vid 2 2 差分放大器双端输出电压为
vo = vo1 vo2 =vod = Avd vid = Avd (vi1 vi 2 )
双电源长尾式差放电路
单端输出
vod 1 Avd 1 = vid
Avd 2 vod 2 = vid
差模电 压增益
双端输出
RL 2
RL β ( RC // ) vod 1 2 = = 2vid 1 2rbe RL β ( RC // ) vod 2 2 = = 2vid 2 2rbe
差动放大电路
当电源电压或温度变化时，两管的集电极电流和电位同时发生变化，输
出电压Uo＝UCE1－UCE2＝0。因此，尽管各管的零点漂移仍存在，但输出电 压为零，整个放大电路的零点漂移得到抑制。
差
动
放差
大 电 路
动 放 大 电
路
的
分
析
1.2
第5页
2 动态分析
当有信号输入时，对称差动放大电路可以分为差模输入和共模输入两种 情况进行分析。其中，放大器两端分别输入大小相等、极性相反的信号（即 ui1＝－ui2）时称为差模输入；放大器两端分别输入大小相等、极性相同的信 号（即ui1＝ui2）时称为共模输入。
Aud
Aud1
RC
rbe
两输入端之间的差模输入电阻为：
rid 2(RS rbe )
两输出端之间的差模输出电阻为：
rod 2RC
差
动
放差
大 电 路
动 放 大 电
路
的
分
析
1.2
第8页
2 动态分析
2）共模输入
在共模输入信号的作用下，对于完全对称的差动放大电路来说，两管的 集电极电位变化相同，因而输出电压等于零，所以，差动放大电路对共模信 号没有放大能力，即放大倍数Auc为零。
电 工 电 子 技 术
过渡页
第2页
差动放大电路
• 1.1 概述 • 1.2 差动放大电路的分析
差 动 放 大 电 路
概 述
1.1
第3页
差动放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共电阻耦合构 成的，如图10-16所示。对称的含义是两个晶体管的特性一致，电路参数对应）和两个输出端（晶体 管的集电极）。若信号同时从两个输入 端加入，称为双端输入；若信号仅从一 个输入端加入，称为单端输入。若信号 同时从两个输出端输出称为双端输出； 若信号仅从一个输出端输出称为单端输 出。
差动放大电路
号的变化。
有时，为简化起见，常常用一个简 化的恒流源符号来表示恒流管VT3 的具 体电路，如图3.9所示。
图3.9 集成运算放大器
3.2.1 集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器实质上是一个具有高 电压放大倍数的多级直接耦合放大电路。 从20世纪60年代发展至今已经历了四代产 品，类型和品种相当丰富，但在结构上基 本一致，其内部通常包含四个基本组成部 分：输入级、中间级、输出级以及偏置电 路，如图3.12所示。
1.单端输入
单端输入和双端输入并没有本质的区
别，可以直接利用双端输入时的公式进行
计算。
2.单端输出
单端输出的输出信号可以取自VT1 或 VT2的集电极。
（1）单端输出时的差模电压放大倍数Aud1 （2）单端输出时的共模电压放大倍数Auc1 （3）单端输出时的共模抑制比KCMR （4）单端输出时差动放大电路的输出电阻rod
5.输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT和
输入失调电流温漂ΔIIO/ΔT
6.共模抑制比KCMR
7.差模输入电阻rid 8.输出电阻rod
集成运算放大器使用 中的几个具体问题
3.2.3
1.集成运放的选择 （1）信号源的性质 （2）负载的性质 （3）精度要求 （4）环境条件
2.集成运放参数的测试
以μA741为例，其管脚排列如图3.14(a) 所示。其中2脚为反相输入端，3脚为同相
（1）它由两个完全对称的共射电 路组合而成。 （2）电路采用正负双电源供电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.差动放大电路抑制零点漂移的原理
由于电路的对称性，温度的变化对VT1、 VT2 两管组成的左右两个放大电路的影响 是一致的，相当于给两个放大电路同时加 入了大小和极性完全相同的输入信号。因 此，在电路完全对称的情况下，两管的集 电极电位始终相同，差动放大电路的输出 为零，不会出现普通直接耦合放大电路中 的漂移电压，可见，差动放大电路利用电 路对称性抑制了零点漂移现象。
差动放大电路
大电容和电感不易制造。几十Pf Pf以下的小电 3）大电容和电感不易制造。几十Pf以下的小电 容用PN结的结电容构成、大电容要外接。 PN结的结电容构成 容用PN结的结电容构成、大电容要外接。电 感只限极小（微亨以下）的数值，一般尽量 感只限极小（微亨以下）的数值， 避免使用。 避免使用。 二极管一般用三极管的发射结代替。 4）二极管一般用三极管的发射结代替。
集成电路成品（组件）外形 集成电路成品（组件）
圆壳式 双列直插式
1.集成电路的优点 . 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、 功耗小。 功耗小。
2.集成内部电路的特点
单个元件精度不高，受温度影响也较大， 1）单个元件精度不高，受温度影响也较大， 但所有元器件由同一工艺做成， 但所有元器件由同一工艺做成，性能参数 一致性、对称性好，温度均一性好， 一致性、对称性好，温度均一性好，适于 组成差动电路。 组成差动电路。 电阻元件由硅半导体构成， 2）电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到 30千欧 精度低。 千欧， 30千欧，精度低。高值电阻用三极管有源 元件代替或外接。 元件代替或外接。
三.差动放大电路的输入输出方式
四种: 四种: 端输入双 双端输入双端输出 端输入单 双端输入单端输出 端输入双 单端输入双端输出 端输入单 单端输入单端输出 差模电压放大倍数
RC Out1 In1
RB
RC +UCC
Out2 In2
RB IC3 -UEE
双端输出： 双端输出： d = Ad1 A
1A A 单端输出： 单端输出： d = 2 d1
u－ u+
∇
＋
A
＋
旧符号(Old Symbol) 旧符号(Old uo
差动放大电路
差动放大电路差动放大电路是一种常用的电子电路，用于放大和增强信号。
它由多个放大器组成，每个放大器都有一个输入端和一个输出端，通过适当的连接方式，可以实现信号的差分放大。
差动放大电路常用于音频放大、信号处理等领域，下面我们来详细介绍一下它的原理和应用。
差动放大电路的基本原理是利用两个相互耦合的放大器同时对输入信号进行放大，然后将它们的输出信号相减得到差分信号。
其优点是可以抑制共模信号，提高系统的抗干扰能力，减小噪声的影响。
差动放大电路可以分为单端输入差动放大电路和双端输入差动放大电路两种。
单端输入差动放大电路一般由一个差动放大器和一个普通放大器组成，其基本结构如下：（此处省略图片描述）图中的OA1和OA2为两个放大器，VIN+和VIN-为差动输入信号，VOUT为输出信号。
而双端输入差动放大电路一般由两个差动放大器组成，其基本结构如下：（此处省略图片描述）图中的OA1和OA2为两个放大器，VIN1+和VIN1-为一个差动输入信号，VIN2+和VIN2-为另一个差动输入信号，VOUT为输出信号。
差动放大电路的输出电压可以用以下公式来表示：VOUT = (V1 - V2) * A其中，V1和V2分别为输入信号的电压，A为放大器的放大倍数。
差动放大电路的应用非常广泛。
例如，在音频放大领域，差动放大电路常用于放大麦克风、音乐设备等音频信号，并提供高质量的声音。
此外，它还常被应用于仪器仪表、通信设备、测量系统等领域，用于放大小信号、增强信号的稳定性和精确性。
总结一下，差动放大电路是一种用于放大和增强信号的电子电路。
它能够通过差分放大的方式来抑制共模信号，提高系统的抗干扰能力。
差动放大电路的结构和工作原理相对简单，应用范围广泛。
无论是音频放大、信号处理还是其他领域，差动放大电路都发挥着重要作用。
希望通过本文的介绍，您对差动放大电路有了更深入的了解。
差动放大电路的工作原理
差动放大电路的工作原理
差动放大电路是一种常用的电路设计，其作用是放大输入信号而抑制噪声。
差动放大电路由两个共尺度的放大器组成，每个放大器都有一个输入端和一个输出端。
输入信号被分别连接到两个输入端，而输出信号是通过将两个放大器的输出信号相加得到的。
差动放大电路的工作原理可以解释如下：
1. 输入信号被分割：输入信号被分别连接到差动放大电路的两个输入端，这样信号便被分割成两个相等的信号。
2. 差分放大：每个输入信号经过各自的放大器放大，放大后的信号再相加。
由放大器的特性可知，它们具有“差分放大”的特性，即两个相等的输入信号会被放大器放大并形成一个差分信号。
3. 噪声抑制：由于噪声通常是随机分布的，并且在两个输入信号中均匀地混合在一起，放大后的差分信号中噪声的平均值接近于零。
因此，通过相加也可以抵消部分噪声信号，从而实现噪声的抑制。
4. 输出信号：最后，通过将两个放大器的输出信号直接相加，差动放大电路的输出信号就是放大后的差分信号。
输出信号的放大倍数可以通过调节两个放大器的增益来控制。
总的来说，差动放大电路通过将两个相等的输入信号进行差分放大，并相加得到输出信号。
这种设计可以提高信号的幅度，并抑制噪声信号，常用于音频放大器、通信设备等领域。
差动放大电路实验原理
差动放大电路实验原理差动放大电路是一种常见的电子电路，主要用于放大微弱信号，并在放大过程中实现信号的抑制和抵消。
差动放大电路的实验原理可以通过以下几个方面进行阐述。
一、差动放大电路的基本原理差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。
其中，两个输入端分别连接信号源和参考源，输出端连接负载。
差动放大电路的工作原理是通过对两个输入端的信号进行差分放大，从而实现对输入信号的放大和抑制。
二、差动放大器的工作模式差动放大电路有两种工作模式：共模模式和差模模式。
在共模模式下，两个输入信号相同且同相，此时差动放大电路对共模信号进行抑制，只放大差模信号。
在差模模式下，两个输入信号有差异，此时差动放大电路对差模信号进行放大。
三、差动放大电路的特点1. 高增益：差动放大电路可以实现高增益放大，对微弱信号具有很好的放大效果。
2. 抗干扰能力强：差动放大电路可以通过对输入信号的差分放大来抵消共模信号的干扰，提高系统的抗干扰能力。
3. 信号抑制效果好：差动放大电路可以实现对共模信号的抑制，减少对输出信号的影响。
4. 输入阻抗高：差动放大电路的输入阻抗较高，对输入信号源的影响较小。
5. 输出阻抗低：差动放大电路的输出阻抗较低，可以驱动负载。
四、差动放大电路的应用领域差动放大电路广泛应用于各种电子设备中，如功放、音频放大器、差分信号传输等。
在这些应用中，差动放大电路能够提供高品质的音频放大效果，并保持信号的稳定和纯净。
五、差动放大电路的实验过程1. 搭建电路：按照实验要求搭建差动放大电路的原型板，连接好信号源、参考源和负载。
2. 调节电路参数：根据实验需要，调节差动放大电路的电阻、电容等参数，使其符合实验要求。
3. 输入信号：给差动放大电路的输入端接入信号源，通过调节信号源的电平和频率，观察输出端的信号变化。
4. 测量输出信号：使用示波器等测试设备，测量差动放大电路输出端的信号，记录输出信号的幅值和频率。
5. 分析实验结果：根据实验测量数据，分析差动放大电路的放大倍数、频率响应等性能指标，评估差动放大电路的实验效果。
差动放大电路
T2
2RE
2RE
uic2
(1) 共模放大倍数
RC
uoc1 Au1 uic1
RC
ic2 ic1
uo T T2
uoc2 Au 2 uic2
RB
RB
c uoc1 uoc2 1
uoc uoc1 uoc2 0
uic2
uic1
2RE
共模抑制比
2RE
Auc 0
Aud Auc
KCMR =
U R2
R1
R2 VEE R1 R2
U R 2 U BE3 R3
T3
I E3
R2
R3 -VEE
1 1 I C1 I C2 I C3 I E3 2 2
电流源的作用
1. 电流源相当于阻值很大的电阻。 2. 电流源不影响差模放大倍数。
3. 电流源影响共模放大倍数，使共模放 大倍数减小，从而增加共模抑制比， 理想的电流源相当于阻值为无穷大的 电阻，所以共模抑制比是无穷大。
输入电阻 Rid 2( RB rbe1 ) 输出电阻 Rod = 2RC
2、 共模特性
RB
+VCC
RC
ic2
T1
uoc
uoc1
ic1 R C uoc2 RB
T2
uic
RE
–VEE RE对共模信号有抑制作用。
共模信号通路
RC
ic2 ic1
uo
RC
RB
c uoc1 uoc2
RB
T uic1
1
Rod =RC
差动放大电路的性能指标
输入输出 方式
双入、双出 uo=uo1-uo2 双入、单出 uo=uo1
差动放大电路的主要特点
差动放大电路的主要特点1.抗共模干扰能力强：差动放大电路能够有效抑制共模信号的干扰。
共模信号是同时作用于差动信号两个输入端的信号，如电源噪声、地线干扰等。
差动放大电路能够将共模信号抵消，只放大差分信号，从而减少对输出信号的影响。
2.增益稳定：差动放大电路的增益与电源电压、元器件参数等因素相对不敏感，增益稳定性较好。
这是因为差动放大器内输入差动信号通过差动放大器内部的共模抵消电路抵消完共模信号后，变为纯差动信号，只受内部差动放大器的增益影响。
3.噪声较小：差动放大电路通常具有较低的噪声特性。
差动放大电路的差模增益高，抑制共模干扰强，能够减小噪声的影响。
4.温度漂移小：差动放大电路的输出信号与环境温度关系不大。
这是因为差动放大器的输入和输出是差分信号，与温度变化无关，所以差动放大电路的温度漂移小。
5.输出纹波低：差动放大电路的输出纹波较低。
这是因为差动放大器内部采用差动对称结构，能够抵消不同输入信号引起的波形畸变和谐波。
6.输入电阻高：差动放大电路的输入电阻通常很高。
差动放大器的输入电阻由输入差分端口的两个放大器的输入电阻和两个输入电阻串联而成，通常输出电阻较低。
7.输出电阻低：差动放大电路的输出电阻较低。
差动放大器内部的输出电阻通常由差动对称输出级决定，输出电阻较低，能够驱动负载。
8.适用范围广：差动放大电路适用于各种应用场景，例如音频放大、视频放大、数据传输等领域。
同时，差动放大电路还可以与其他电路组合，形成各种复杂电路，满足不同的应用需求。
总之，差动放大电路由于其抗共模干扰能力强、增益稳定、噪声较小、温度漂移小、输出纹波低、输入电阻高等特点，被广泛应用于各种电子电路中，成为重要的信号放大器。
差动放大电路
在发射极电阻R 的作用：是为了提高整个电路以及单管 在发射极电阻RE的作用 放大电路对共模信号的抑制能力。 负电源U 的作用：是为了补偿RE上的直流压降，使发 负电源UEE的作用 射极基本保持零电位。 恒流源比发射极电阻RE对共模信号具有更强的抑制作用。
RC R1 V1 ui 1 V3 R2 RE + uo － V2 ui 2 V1 ui 1 I －UEE －U EE (b) 图(a)的简化电路 RC +U CC RC + +UCC RC
从工作波形可以看到，在 波形过零的一个小区域内 输出波形产生了失真，这 种失真称为交越失真。产 生交越失真的原因是由于 V1、V2发射结静态偏压为 零，放大电路工作在乙类 状态。当输入信号ui 小于 晶体管的发射结死区电压 时，两个晶体管都截止， 在这一区域内输出电压为 零，使波形失真。
ui 0 uo1 0 uo2 0 uo 0 t 交越失真 t t t
uo － V2
+ ui 1 －
I －UEE (c) 单端输入双端输出
+ ui 1 －
V1
V2
I －UEE (d) 单端输入单端输出
单端输入式差动放大电路的输入信号只加到放大器的一个 输入端，另一个输入端接地。由于两个晶体管发射极电流 之和恒定，所以当输入信号使一个晶体管发射极电流改变 时，另一个晶体管发射极电流必然随之作相反的变化，情 况和双端输入时相同。此时由于恒流源等效电阻或发射极 电阻RE的耦合作用，两个单管放大电路都得到了输入信号 的一半，但极性相反，即为差模信号。所以，单端输入属 于差模输入。
R1 V1 R2 D1 D2 V2 R3 +
+UCC
C RL + uo －
差动放大电路
差动放大电路一、概述差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的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。
特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。
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。
设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。
二、基本电路图差动放大电路的基本电路图上图为差动放大电路的基本电路图[1]三、差动放大电路的工作原理1、差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。
它的工作原理是：当输入信号Ui=0时，则两管的电流相等，两管的集点极电位也相等，所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。
温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降，由于它们处于同一温度环境，因此两管的电流和电压变化量均相等，其输出电压仍然为零。
它的放大作用（输入信号有两种类型）（1）共模信号及共模电压的放大倍数 Auc共模信号---在差动放大管T1和T2的基极接入幅度相等、极性相同的信号。
如图（2）所示共模信号的作用，对两管的作用是同向的，将引起两管电流同量的增加，集电极电位也同量减小，因此两管集电极输出共模电压Uoc为零。
因此：。
于是差动电路对称时，对共模信号的抑制能力强字串3（2）差模信号及差模电压放大倍数 Aud差模信号---在差动放大管T1和T2的基极分别加入幅度相等而极性相反的信号。
如图（3）所示差模信号的作用，由于信号的极性相反，因此T1管集电极电压下降，T2管的集电极电压上升，且二者的变化量的绝对值相等，因此：此时的两管基极的信号为：所以：，由此我们可以看出差动电路的差模电压放大倍数等于单管电压的放大倍数。
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为了表示由于温度变化引起的漂移，常把温度每升高 1oC时，输出电压的变化量ΔUo按放大电路的总增益Au折 合到输入端的等效输入漂移电压ΔUi作为温漂指标。
温漂是直接耦合放大电路所特有的现象，也是最棘手 的问题。人们采用各种补偿措施来抑制温漂，其中最有 效的方法是使用差动放大电路来抑制零点漂移。
1.2 差动放大电路的对零点漂移的抑制
VEE
图 8.10 差模输入电路
VCC
ic1
ic2
Rb
uic
ui1 ib1
Rc
Rc
uoc
T1
T2
ie1
ie2
Rb ib2 ui2
Re
VEE
图 8.11 共模输入电路
差模输入时，ui1 = - ui2，由于两管的输入电压方向 相反，流过两管的电流方向也相反。一管电流增加，另 一管的电流减小，在电路完全对称的条件下，ic1增加的 量与ic2减小的量相等，所以流过Re的电流变化为零，则 URe = 0。可以认为：Re对差模信号呈短路状态，交流通 路如图8.12所示，由图可以看出，当从两管集电极取电 压时，其差模电压放大倍数表示为
故输出电压
uo UC1 UC2 0
由此可知，输入信号为零时，基本差动放大电路的输 出信号电压uo也为零。
VCC
Rb1 ui1
Rc1
Rc2
T1
T2
RP
Rb2 ui2
Re VEE
图 8.9 基本差动放大电路
2. 抑制零点漂移的演示
演示过程如下：
（1）当将两输入端与地连接即uபைடு நூலகம் = 0时，将万用表直 流电压挡接在输出端，此时会发现，万用表的指针几乎 不动，即Uo = 0 。如果有偏差，可通过调节电位器RP 弥 补因两管参数误差造成的不对称性，可使输出电压Uo = 0。
产生零点漂移的原因是电源电压的波动，元器件参 数的变化，特别是环境温度的变化。当输入级放大电路 的Q点由于某种原因而稍有偏移时，输入级的输出电压会 发生微小的变化，这种缓慢的微小变化就会被逐级放大， 致使放大电路输出端产生较大的漂移电压，而且级数越 多，漂移越大；当漂移电压的大小可以和有效信号电压 相比拟时，就无法分辨是有效信号电压还是漂移电压， 严重时甚至漂移电压会淹没有用信号，使放大电路无法 工作。因此，设计电路时必须对此现象加以抑制。
电工电子技术
差动放大电路
1.1 直接耦合放大电路的的问题 在直接耦合放大电路中，由于级与级之间无隔直电容，
因此各级的静态工作点相互影响，从而要求在设计电路 时，合理安排，使各级都有合适的静态工作点。
若将直接耦合放大电路的输入端短路（ui = 0），理 论上讲，输出端应保持某个固定值不变。然而，实际情 况并非如此，输出电压往往偏离初始静态值，出现了缓 慢的、无规则的漂移，这种现象称为零点漂移。
Aud
uod uid
uod1 uod 2 ui1 ui2
2uod1 2ui1
Re
rbe Rb
公式 （8-9）
当在两个管子的集电极接上负载RL时，
Aud
RL'
rbe Rb
公式 （8-10）
差动放大电路是集成运算放大器的基本组成单元。利 用差动放大电路可以克服直接耦合放大电路的零点漂移 现象。
如图8.9所示为基本差动放大电路，它是由两个电路 参数和管子特性完全队称的共射极放大电路组成的。输 入信号ui1和ui2从两个晶体管的基极输入，称为双端输入， 输出信号从两个集电极之间取出，称为双端输出。Re为 差动放大电路的公共射极电阻，用来决定晶体管的静态 工作电流和抑制零漂。Rc1、Rc2为集电极负载电阻，电 路采用VCC、VEE双电源供电。RP是调零电位器，保证零 输入时为零输出，在做分析时我们可以将其去掉。
1.3 差动放大电路的电压放大倍数
从理论上讲，差动放大电路的参数是对称的，因此， 在分析时，为了方便，可将图8.9中的电位器去掉。
在差动放大电路两输入端分别输入大小相等、相位相 反的信号，即ui1 = - ui2时，这种输入方式称为差模输入， 所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号用uid来 表示。差模输入电路如图8.10所示，由图可得
uid ui1 ui2
共模信号为两输入信号的算术平均值，用uic表示，即
uic 12(ui1 ui2 )
于是，加在两输入端上的信号可分解为
ui1
uid 2
uic
ui2
uid 2
uic
Rb ui1 ib1 uid ui2
VCC
ic1
ic2
Rc
Rc
uod
Rb
T1
T2
ib2
ie1
ie2
Re
（2）若用一只手捏住一只管子的管壳（相当于给一 只管子加热）时，你会发现，万用表的指针慢慢偏转， 说明此时的输出电压已经不为零了。
（3）若用两只手同时分别捏住两只管子的管壳（相 当于给两只管子同时加热）时，万用表的指针指向零， 说明输出电压为零。
演示现象分析：
演示步骤（1）我们可以通过前面的静态分析知道。
在演示步骤（2）中，当用手捏住一只管子的管壳时， 由于只给一只管子加热，两管参数变化不同，两管集电 极电压变化不同，因而其输出电压不为零，产生了零点 漂移。
在演示步骤（3）中，当用两只手同时捏住两只管子 的管壳时，由于给两管同时加热，两管参数的变化是相 同的，两管集电极电流的变化是相同的，两集电极电压 的变化也是相同的，因此其输出电压为零，输出电压没 有漂移。可以看出，差动放大电路是利用电路的对称性 来抑制零点漂移的。
1. 静态分析
当没有输入信号电压时，即ui1 = ui2 = 0，由于电路
完全对称，所以Rc1 = Rc2 = Rc，UBE1=UBE2=UBE，
这时
I C1
IC2
IC
IB
•
VEE U BE
(1 )Re
•
当β >> 1时
IC
VEE U BE 2Re
U C1 U C 2 VCC IC Re
1 ui1 ui2 2 uid
在差动放大电路两输入端分别输入大小相等、相位相 同的信号，即ui1 = ui2时，这种输入方式称为共模输入， 所输入的信号称为共模输入信号。共模输入信号用uic来 表示。共模输入电路如图8.11所示，由图可得
ui1 ui2 uic
在差动放大电路两输入端输入的信号大小不等时，此 时，可将其分解为差模信号和共模信号。差模信号为两 输入信号之差，用uid表示，即