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
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
差动放大电路与功率放大电路
差动放大电路与功率放大电路1. 差动放大电路简介差动放大电路是一种常见的放大电路，常用于信号放大和差分信号的增强。
差动放大电路通常由两个输入端口和一个输出端口组成，在输入端口上接入两个相同但相位相反的信号，通过放大电路增强这两个信号，并输出差分信号。
差动放大电路具有以下几个特点：•具有很高的共模抑制比。
因为在差动放大电路中，共模信号会被差动放大器进行抑制，只有差分信号能够被放大。
这使得差动放大电路在抵抗噪声和干扰方面有很好的表现。
•具有高增益。
差动放大电路能够对输入信号进行放大，从而增加信号的幅度。
这对于需要放大信号的应用非常重要。
2. 差动放大电路的结构和原理差动放大电路可以由多种电子元件实现，其中最常见的是使用差动放大器。
差动放大器一般由两个晶体管、两个电阻和一个负反馈网络组成。
其基本结构如下：差动放大电路结构示意图：差动放大电路的工作原理如下：•两个输入端口分别接入相同但相位相反的信号，这样可以在两个输入端口形成差分信号。
差分信号可以通过晶体管进行放大。
•信号经过晶体管放大后，输出端口将输出放大后的差分信号。
在差动放大电路中，负反馈网络起到了平衡差分信号、提升共模抑制比以及调整放大倍数的作用。
负反馈网络一般由电阻和电容组成，并与晶体管的集电极或基极相连。
3. 功率放大电路简介功率放大电路是一种专门用于放大低功率信号至高功率信号的电路。
功率放大电路常用于音频放大、射频放大等应用中。
与差动放大电路不同，功率放大电路主要注重放大高功率信号，并且在电路设计上对功率放大的稳定性和效率有更高的要求。
4. 功率放大电路的结构和原理功率放大电路也可以由多种电子元件实现，常见的有晶体管功率放大电路和集成功率放大电路。
其中晶体管功率放大电路是最常见的一种，它根据不同的输入信号形式可以分为A、B、AB、C类等不同类型。
晶体管功率放大电路的基本结构如下：晶体管功率放大电路结构示意图：晶体管功率放大电路的工作原理如下：•输入信号经过预放大电路进行初步放大，然后输入到功放电路中。
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建平县职业教育中心备课教案
课题模块（单元）项目（课）差动放大电路
授课班级11电子授课教师安森授课类型新授授课时数 2
教学目标知识目标差动放大电路中共模负反馈电阻Re的作用，及其对差模信号和共模
信号的不同处理方法
能力目标差动放大电路动态参数计算
情感态度目标培养学生的学习兴趣，培养学生的爱岗敬业精神
教学核心教学重点典型差动放大电路——长尾电路的特点，静态和动态计算。
教学难点1、差动放大电路中共模负反馈电阻Re的作用，及其对差模信号和
共模信号的不同处理方法；
2、差动放大电路动态参数计算；
思路概述本讲以教师讲授为主。
用多媒体演示典型差动放大电路——长尾电路的特点、静态和动
态计算等，便于学生理解和掌握。
教学方法读书指导法、演示法。
教学工具电脑，投影仪
教学过程
一、组织教学：师生互相问候，安全教育，上实训课时一定要听从老师的指挥，在实训室不要乱动电源。
二、复习提问：
三、导入新课：
1、直接耦合放大电路的零点漂移
直接耦合放大电路的零点漂移主要是晶体管的温漂造成的。
在基本差动放大电路中，利用参数的对称性进行补偿来抑制温漂。
在长尾电路和具有恒流源的差动放大电路中，还利用共模负反馈或恒流源抑制每只放大管的温漂。
2、差动放大电路组成及特点
1）电路组成
差分放大器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。
“对称”的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对应相等，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，1=2，VBE1=VBE2，rbe1= rbe2，ICBO1=ICBO2。
2）电路特性
（1）差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用；
（2）差动放大电路对差模信号有放大作用；
（3）共模负反馈电阻Re的作用：①稳定静态工作点。
②对差模信号无影响。
③对共模信号有负反馈作用：Re越大对共模信号的抑制作用越强；也可能使电路的放大能力变差。
3、差动放大电路的输入和输出方式
1）差动放大电路可以有两个输入端：同相输入端和反相输入端。
根据规定的正方向，在某输入端加上一定极性的信号，如果输出信号的极性与其相同，则该输入端称为同相输入端。
反之，如果输出信号的极性与其相反，则该输入端称为反相输入端。
2）信号的输入方式：若信号同时加到同相输入端和反相输入端，称为双端输入；若信号仅从
一个输入端加入，称为单端输入。
3）信号的输出方式：差动放大电路可以有两个输出端：集电极C1和C2。
从C1和C2输出称为双端输出；仅从集电极C1或C2对地输出称为单端输出。
按照信号的输入、输出方式，或输入端与输出端接地情况的不同，差动放大电路有四种接法：双端输入/双端输出；双端输入/单端输出；单端输入/双端输出；单端输入/单端输出；
4、差模信号和共模信号
1）差模信号：幅度相等、极性相反的一对输入信号。
通常为有用信号。
2）共模信号：幅度相等、极性相同的一对输入信号。
通常为温漂和干扰信号。
3）比较输入：
1
i u 和
2
u u 可以分解为一对差模信号
id
u ±和一对共模信号
ic
u 的叠加作用。
差模信号为：
2
1i i id u u u -=；共模信号为：
2
2
1i i ic u u u +=
5、差分放大电路的静态分析 静态时，电路的输入信号
1
i u 和
2
u u 均接地，故电路静态分析与信号的输入方式无关，可分两种情
况进行：双端输出和单端输出。
1）双端输出差分放大电路的静态分析
电路如P149图3.3.3所示。
由于双端输出差分放大电路的直流通路完全对称，即
2
1CQ CQ u u =，所以，静态分析与电路有无接负载无关。
1列输入回路电压方程，并根据放大区
CQ
BQ EQ I I I ≈+=)1(β即可求得
BQ
I 和
CQ
I ；2列输出回路电压方程可求得
CEQ
U ；
2）单端输出差分放大电路的静态分析
电路如P153图3.3.7所示。
单端输出带负载后，直流通路不再完全对称。
输入回路参数仍然对称，即
2
1BQ BQ I I =；在放大区有
2
1CQ CQ I I =；但是，
2
1CQ CQ U U ≠，
2
1CEQ
CEQ U U ≠。
所以，应该
采用戴维南等效定理将原电路的直流通路等效为如P153图3.3.8所示电路，然后分别计算
1CQ U 和
2
CQ U 或
1
CEQ U 和
2
CEQ
U 。
6、差动放大电路的动态性能指标
（1）差模电压放大倍数Ad ：描述电路放大差模信号的能力； （2）差模输入电阻Rid ：差模信号作用下的输入电阻。
（3）差模输出电阻Rod ：差模信号作用下的输出电阻。
（4）共模电压放大倍数Ac ：描述电路抑制共模信号的能力；
（5）共模抑制比
c
d CMR A A K =
；理想情况下，共模放大倍数为0，共模抑制比为∞。
7、差动放大电路的动态分析
求解动态参数的关键是针对差模参数和共模参数，应分别画出微变等效电路进行计算。
差模和共模微变等效电路的主要区别是对Re 的处理不同：在差模等效电路中，双端输入时Re 视为短路；单端输入时Re 视为开路。
在共模信号作用下对单边电路而言，发射极等效电阻为2Re 。
虽然差动放大电路有四种接法，且有三种不同的输入信号。
由于单端输入可以转换为双端输入；比较输入可以看成是差模输入和共模输入的叠加。
实际分析计算时，只须考虑两种情况：差模信号作用下的双入—双出、双入—单出；共模信号作用下的双入—双出、双入—单出。
8、改进型差分放大电路
为了既能采用较低的电源电压又能有很大的Re等效电阻，可采用恒流源电路来替代Re，这样可以大大增加电路抑制共模信号的能力。
电路如P156图3.3.13所示。
五、小结：
1、差动放大电路中共模负反馈电阻Re的作用，及其对差模信号和共模信号的不同处理方法；
2、差动放大电路动态参数计算；
课后反思
1、差动放大电路中共模负反馈电阻Re的作用，及其对差模信号和共模信号的不同处理方法；
2、差动放大电路动态参数计算；。