常规放大电路和差分放大电路
差分放大电路的作用差分放大电路特点
差分放大电路的作用与特点差分放大电路的作用差分放大电路广泛应用于模拟电路、数模混合电路、高速和高精度信号处理以及信号调理等领域。
差分放大电路起到的作用有以下两个方面：1. 差分信号转换为单端信号差分放大电路能够将差分输入信号转化为单端输出信号，以满足不同应用场合的要求。
在电路设计中，常会有多种差分信号或单端信号存在于电路中，因此需要利用差分放大电路将差分信号转换为单端信号。
在传输差分信号的信号线上，使用差分放大电路进行差分信号转换，甚至可以增加传输距离。
2. 放大差分信号幅度在信号调理的过程中，常常需要对输入信号进行放大处理。
差分放大电路作为一种放大器，可以放大不同幅度的差分信号，并输出到下一级电路中。
差分放大电路不仅可以增加信号幅度，而且可以提高信号的抗干扰能力，提高整个系统的稳定性。
差分放大电路的特点差分放大电路不仅能够将差分信号转换为单端信号，还有以下几个特点：1. 抗共模干扰能力强差分放大电路是通过比较两个输入信号的差异来放大信号的。
由于两个输入信号是对称的，并且两个输入信号的共模分量一般在差分放大电路中被抵消，因此差分放大电路对共模信号具有较强的抑制能力。
即使输入信号存在一定的共模干扰，通过差分放大电路处理后，输出信号也能够保持较好的正常工作。
2. 带宽宽、稳定性好差分放大电路的带宽较宽，稳定性较好。
由于差分放大电路中采用了两个互补的信号进行放大，使得差分放大电路具有相对较大的增益带宽乘积（GBP）。
同时，由于差分输入信号在差分放大器内部被抵消，使得差分放大电路具有较好的稳定性。
因此，差分放大电路被广泛应用于高速通信、高精度测量等领域。
3. 集成度高随着集成电路技术的发展，差分放大电路也逐渐实现了微型化和集成化。
差分放大电路已经被应用于单片微处理器、微控制器、数据采集卡、移动通信终端等电子产品中。
差分放大电路的集成度越高，电路复杂度越低，生产成本也越低，同时为电子产品的实现提供了更多可能性。
《差分放大电路》课件
电源稳定性测 试：测量差分 放大电路的电 源稳定性，确 保其符合设计
要求
差分放大电路的调试与测试实例
测试目的：验证差分放大电路的性 能和稳定性
测试项目：输入信号、输出信号、 增益、相位、噪声等
添加标题
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添加标题
添加标题
测试方法：使用示波器、信号发生 器等仪器进行测试
测试结果分析：根据测试结果，分 析电路的性能和稳定性，找出存在 的问题并解决。
应用案例1：在 数字音频处理 中的应用，提
高音质
应用案例2：在 数字图像处理 中的应用，提 高图像清晰度
应用案例3：在 数字通信中的 应用，提高通
信质量
应用案例4：在 数字信号处理 中的其他应用， 如信号滤波、
信号放大等
差分放大电路在其他领域中的应用案例
音频信号处理：用于音频信号的放大和滤 波
医疗设备：用于医疗设备的信号放大和滤 波
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
差分放大电路的主要特点是具有较 高的共模抑制比和较低的噪声。
差分放大电路的基本结构包括输入 级、中间级和输出级。
差分放大电路的特点
输入信号为 差模信号
具有较高的 共模抑制比
输出信号为 差模信号
具有较高的 增益和带宽
差分放大电路的应用
信号处理：用于处理模拟信号，如 音频、视频等
稳定性优化：通过优化电路参数，提高电路的稳定性，如调整反馈系数、调整电路参数等。
差分放大电路的设计方法
差分放大电路的设计原则
输入阻抗匹配：确保输 入信号不受干扰
输出阻抗匹配：保证输 出信号的稳定性
共模抑制比：提高电路 的抗干扰能力
带宽：满足信号处理需 求
基本 放大电路
第三节 多级放大电路
四、阻容耦合多级放大电路的分析
由两级共射放大电路采用阻容耦合组成的多级放大电路如 图7-17所示。
由图7-17可得阻容耦合放大电路的特点: (1)优点 因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态
工作点相互独立，互不影响。这给放大电路的分析、设计和 调试带来厂很大的方便。此外，还具有体积小、质量轻等优 点。 (2)缺点 因电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输 过程中，会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号容抗 很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电 容很困难，所以这种祸合方式下的多级放大电路不便于集成。
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第三节 多级放大电路
三、变压器耦合
我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。 其电路如图7-16所示。
变压器耦合的特点: (1)优点 因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号
和进行阻抗变换，所以，各级电路的静态工作点相互独立， 互不影响。改变变压器的匝数比，容易实现阻抗变换，因而 容易获得较大的输出功率。 (2)缺点 变压器体积大而重，不便于集成。同时频率特性 差，也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。
分压偏置共射极放大电路如图7-12 (a)所示，发射极电阻 RE起直流负反馈作用，在外界因素变化时，自动调节工作点 的位置，使静态工作点稳定。
分压偏置共射极放大电路的直流通路如图7-12 (b)所示电路
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第二节 共集电极电路
一、共集电极放大电路的组成
如图7-13 (a)所示，由于直流电源对交流信号相当于短路， 集电极便成为输入与输出回路的公共端，因此这个电路称为 共集电极放大电路，简称共集放大器，又称射极输出器它的 直流通路如图7-13 ( b)所示，交流通路如图7-13 (c)所示。
几种常见的放大电路原理图解
几种常见的放大电路原理图解展开全文能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。
例如助听器里的关键部件就是一个放大器。
放大器有交流放大器和直流放大器。
交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。
此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。
它是电子电路中最复杂多变的电路。
但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。
读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。
首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。
放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。
在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。
下面我们介绍几种常见的放大电路：低频电压放大器低频电压放大器是指工作频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。
( 1 )共发射极放大电路图 1 ( a )是共发射极放大电路。
C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 就是起放大作用的器件， RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。
1 、 3 端是输入， 2 、 3 端是输出。
3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。
静态时的直流通路见图1 ( b )，动态时交流通路见图 1 ( c )。
电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。
( 2 )分压式偏置共发射极放大电路图 2 比图 1 多用 3 个元件。
基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。
发射极中增加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称交流旁路电容，对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。
放大电路基本原理和分类
放大电路基本原理和分类放大电路是电子学中的一种基本电路，在实际应用中起到信号放大的作用。
放大电路根据不同的工作原理和功能可以分为几种类型，本文将对放大电路的基本原理和分类进行讨论。
放大电路的基本原理是利用放大器件将输入信号放大到一个更大的幅值。
这样可以增加信号的能量，使其能够被后续的电路或设备正确处理。
放大电路通常由几个主要组成部分构成，包括输入端、放大器件、输出端和电源。
放大电路根据放大器件的类型可以分为分立元件放大电路和集成电路放大电路两种基本类型。
1. 分立元件放大电路：分立元件放大电路使用离散的元器件构成，常见的有晶体管放大电路、真空管放大电路和场效应管放大电路等。
其中，晶体管放大电路是最常见和广泛应用的一种类型。
晶体管放大电路根据使用的晶体管类型和工作方式可分为共射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路。
这些不同的电路配置在输入输出特性、电压增益和频率响应等方面有所区别，可以根据具体需求进行选择。
2. 集成电路放大电路：集成电路放大电路是通过在单片集成电路上集成放大器件和其他必要的元件来实现的。
常见的集成电路有运算放大器、功放和音频放大器等。
集成电路放大电路的优点是体积小、功耗低，容易集成到其他系统或设备中，但相应的调试和维修难度较大。
此外，根据电路的功能和使用场景，放大电路还可以进一步分类。
3. 差分放大器：差分放大器是一种特殊的放大电路，能够将两个输入信号的差值放大。
差分放大器常用于抑制共模干扰和增加信号的动态范围。
4. 反馈放大器：反馈放大器是通过将一部分输出信号反馈到输入端，以调节电路的增益和稳定性。
反馈放大器分为正反馈和负反馈两种类型，常用的是负反馈放大器。
5. 功率放大器：功率放大器是用来增加信号的功率，以驱动负载和输出更大幅值信号的电路。
常见的功放包括A类、B类、AB类和D类功放等。
总之，放大电路是实现信号放大的基本电路之一。
根据不同的工作原理和功能，放大电路可以分为分立元件放大电路和集成电路放大电路。
差分放大电路
03 差分放大电路的分类
电压反馈型差分放大电路
电压反馈型差分放大电路通过电 压负反馈来减小输出电压的幅度，
从而减小了电路的增益。
电压反馈型差分放大电路通常具 有较低的输入阻抗和较高的输出 阻抗，适用于电流驱动能力较弱
的电路。
电压反馈型差分放大电路的优点 是稳定性好，噪声低，适用于信
号源内阻较高的应用场景。
电流反馈型差分放大电路
1
电流反馈型差分放大电路通过电流负反馈来减小 输出电流的幅度，从而减小了电路的增益。
2
电流反馈型差分放大电路通常具有较高的输入阻 抗和较低的输出阻抗，适用于电流驱动能力较强 的电路。
3
电流反馈型差分放大电路的优点是带宽较宽，响 应速度较快，适用于信号源内阻较低的应用场景。
缓冲和驱动
差分放大电路可以作为缓冲器和 驱动器，用于驱动后级电路或传 输线路，提高信号的驱动能力和 传输稳定性。
比较器
差分放大电路可以作为比较器， 用于比较两个电压或电流的大小 关系，常用于触发器、寄存器等 数字逻辑电路中。
在传感器信号处理中的应用
温度传感器信号处理
差分放大电路可以用于放大温度传感器的输 出信号，将微弱的温度变化转换为电信号， 便于后续处理和测量。
差分放大电路的特点
高增益
抑制共模干扰
差分放大电路具有很高的增益，通常在 100dB以上，因此能够将微弱的差分信号 放大到足够大的幅度。
由于差分放大电路只对两个输入信号的差 值进行放大，因此它能够有效地抑制共模 干扰，提高信号的信噪比。
宽频带
3放大电路基本知识
V1
V2
ui2
VEE IEE = (VEE – UBEQ) / REE
REE
ICQ1 = ICQ2
ICQ1
RC uo
RC
UCQ1 UCQ2
+VCC
ICQ2
(VEE – UBEQ) / 2REE UCQ1 = VCC – ICQ1RC
f
效率
=
最大输出功率Pom 直流提供功率PDC
三种基本组态放大电路
共发射极放大电路
一、 电路组成
RB1 RC
C1 +
R+ S us
+ ui RB2 RE
+VCC
C2
+
+
RL uo
+
CE
VCC(直流电源)：
• 使发射结正偏，集电结反偏 • 向负载和各元件提供功率 C1、C2(耦合电容)： • 隔直流、通交流 RB1 、RB2(基极偏置电阻)： • 提供合适的基极电流
差分放大电路的工作原理
一、电路组成及静态分析
特点：
RC
RC
uo
VCC
a. 两个输入端， 两个输出端；
ui1
V1
V2
ui2
b. 元件参数对称；
REE
VEE c. 双电源供电； d. ui1 = ui2 时，uo = 0
能有效地克服零点漂移
RC
RC
uo
VCC VEE = UBEQ + IEEREE
ui1
Ri 6 000
ii 3 A
ui 18 mV
600 16.7 A 10 mV
60
30 A 1.82 mV
放大电路中的放大器类型介绍
放大电路中的放大器类型介绍在电子设备中，放大器是一种关键的电子元件，用于将信号的幅度增大，以便在不同的应用中实现放大功能。
放大器可以分为不同的类型，每个类型都有其特定的应用和特点。
本文将为您介绍一些常见的放大器类型。
一、低频放大器低频放大器是用于放大音频信号的一种类型。
它们通常工作在20Hz至20kHz的频率范围内，适用于音频放大器和音响系统。
低频放大器的特点是具有较高的增益和良好的线性性能，以确保音频信号的准确放大和高保真度。
二、高频放大器高频放大器是用于放大射频信号的一种类型。
它们主要用于无线通信设备、雷达系统和卫星通信系统等高频应用领域。
高频放大器需要具备较高的频率响应和较低的噪声系数，以确保对信号的准确放大和高质量的信号传输。
三、功率放大器功率放大器是一种特殊类型的放大器，用于将信号的功率增大。
它们通常用于驱动高功率负载，如扬声器、电机和发电机等。
功率放大器需要具备较大的功率输出能力、低失真和高效率，以确保稳定的功率放大和可靠的负载驱动。
四、差分放大器差分放大器是一种特殊构型的放大器，它们用于对差分信号进行放大和处理。
差分放大器的特点是具有较高的共模抑制比和良好的抗干扰能力，可以应对噪声和干扰信号的影响。
差分放大器常用于模拟信号处理、电压比较器和差分运算放大器等应用中。
五、运算放大器运算放大器是一种用于放大和处理模拟信号的集成电路。
它们通常用于模拟计算、滤波器设计和传感器接口等应用。
运算放大器具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗，可以实现准确的信号放大和精确的信号处理。
六、继电器放大器继电器放大器是一种特殊的放大器，它们通常用于控制电路中的电气开关。
继电器放大器通过放大控制信号，使继电器能够控制更大电流和更高电压的负载。
继电器放大器常用于工业自动化和电力控制系统中，以实现对各种设备和机械的精确控制。
以上是一些常见的放大器类型介绍，它们在不同的应用中扮演着重要的角色。
了解这些放大器类型的特点和应用可以帮助工程师和设计师选择合适的放大器来满足特定的需求。
简述差分放大电路的类型及其特点
简述差分放大电路的类型及其特点
差分放大电路是一种常用的放大电路，它可以将两个输入信号进行差分放大，输出一个放大的差分信号。
根据不同的输入信号类型和放大方式，差分放大电路可以分为多种类型，包括：
1. 普通差分放大电路：该电路采用普通的差分放大器构成，具有增益高、带宽宽、抗干扰能力强等特点，常用于信号放大和抑制共模干扰等应用。
2. 差分运算放大电路：该电路采用运算放大器构成，可以对输入信号进行加减运算，并输出一个放大的差分信号，常用于运算放大、滤波等应用。
3. 差分反馈放大电路：该电路采用反馈网络构成，可以调整放大器的增益、带宽等特性，并提高电路的稳定性和抗干扰能力，常用于信号放大和放大器设计等应用。
4. 差分输出放大电路：该电路采用输出级别芯片构成，可以输出高电压、高电流的差分信号，常用于功率放大和电源驱动等应用。
总的来说，差分放大电路具有高增益、高灵敏度、低噪声、高抗干扰能力等特点，广泛应用于各种电子系统中。
同时，不同类型的差分放大电路也具有各自的特点和适用范围，需要根据具体应用要求进行选择。
- 1 -。
差分放大电路
差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。
差分放大电路：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。
差放有两个输入端子和两个输出端子，因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。
双端输入时，信号同时加到两输入端；单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地。
双端输出时，信号取于两输出端之间；单端输出时，信号取于一个输出端到地之间。
因此，差动放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。
上面两个电路均为双端输入双端输出方式。
四种差分放大电路的放大倍数
四种差分放大电路的放大倍数差分放大电路是一种用于放大差分信号的电路，在许多应用中都有广泛的应用，如在通信、音频放大、电路控制等方面。
差分放大电路有很多种类型，每一种类型都有自己的特点和适用范围。
本文将介绍四种典型的差分放大电路及其放大倍数。
一、基本差分放大电路基本差分放大电路是由两个晶体管组成的放大器，其中一个管为PNP型管，另一个为NPN型管，所以它也被称为PNP-NPN对差分放大器。
该电路的输入端是一个差分信号，输出端是差分信号的放大信号。
它的放大倍数可以分为交流放大倍数和直流放大倍数两种情况。
交流放大倍数是指在差分信号的交流信号中，输出信号放大的倍数。
基本差分放大电路的交流放大倍数为RC/L1的电阻倍数，其中RC是输出端的负载电阻，L1是输入端的电感。
它还受到晶体管的放大度和共模抑制比等因素的影响。
如果输入端的电阻和电感的比值适当，则交流放大倍数可以达到几百倍。
直流放大倍数是指在差分信号的直流信号中，输出信号放大的倍数。
基本差分放大电路的直流放大倍数由晶体管上的基极电阻和负载电阻决定，它通常在几十倍到几百倍之间。
但由于晶体管的特性参数都有所不同，所以直流放大倍数也会有所不同。
长尾对差分放大电路的交流放大倍数与基本差分放大电路类似，仍然受到负载电阻、输入电感等因素的影响，但它的直流放大倍数明显优于基本差分放大电路。
直流放大倍数通常在几十倍到几百倍之间。
三、差动对称放大电路差动对称放大电路的交流放大倍数主要由负载电阻和输入电感共同决定。
输入电感的质量越好，其放大倍数越高。
由于该电路采用了对称结构，因此共模抑制比很高，可以达到90dB以上。
直流放大倍数通常也在几十倍到几百倍之间。
差分对数放大电路的交流放大倍数很大，可以达到1000倍以上。
直流放大倍数则是由电区电阻大小决定，一般在几十倍到几百倍之间。
此外，差分对数放大电路还有一个特点是输入信号的比例关系，当输入信号比例为1:1000时，输出信号的比例为1:1，因此可以实现对低电平信号的有效放大。
差分放大电路 全篇
Rb
Uoc
Rb
T1
T2
Uic1
Iec1 Rc Uoc1 Uoc2 Rc Iec2
2Ree
2Ree
Uic2
Uoc 0
A Uc(双）
U oc U ic
Uoc1 Uoc2 0 Uic
差放的特点： 输入无差别，输出就不动；输入有差别，输出就变动。
共模抑制比CMRR—衡量差放的一个重要指标。
CMRR A Ud A Uc
差分电路的输入输出方式
单端输入 输入方式
双端输入
单端输出
输出方式
双端输出
Uo
+
差模信号和共模信号 +
Uo Uo
-
差模信号
Ui1
Ui2
一对大小相等，极性 -
+
相反的信号，用Uid1、Uid2
表示， Uid1= - Uid2
共模信号 一对大小相等，极性相同的信号， 用Uic1、Uic2表示，Uic1= Uic2
5. 双端输入/单端输入 指标比较
输出方式
双出
单出
AUD
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
Rid
2rbe
双出
单出
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
2rbe
Ro
2 Rc
Rc
2 Rc
Rc
集成运算放大器概述
集成运算放大器结构特点 集成运算放大器组成及各部分作用 集成运算放大器主要参数 理想集成运算放大器及两个工作区域
2. 当V+>V-时，Vo为正向输出饱和电压VOH 当V+<V-时，Vo为负向输出饱和电压VOL 其数值接近运放的正负电源电压
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。
差分放大电路
1
2
-VEE
6.2.2 ----2 .差模和共模输入
差模输入:是指在两个输入端加 共模输入:是指在两个输入端加上 上幅度相等，极性相反的信号。 幅度相等，极性相同的信号。 vi1 = – vi2 = vid /2
vi1 vi2 vic
1
2
-VEE
比较输入:是指在两个输入端加上 幅度(或极性)不相同的信号。
(1)直接耦合的共射电路(Rb ,Rs)
vo = Avd(vi1 vi2)
+
Rb
vi1 + v-i1 -
TT1 1 iEi1E1
TT2 2 iiEE22
iEiE RRe e
--VVEEEE
+
vi2Rb
+ - vi2
vo = vo1 vo2 = Av1vi1 Av2vi2
AV1 = AV2 （对管）
vo1 RL
vid
- vid
2
虚短 2
(3) 单端输入双端输出差模电压放大倍数
从图中看出，
vid
= vic
=
vi1 2
Av d
vo vid
-
(Rc
//
RL 2
)
vi1 2 vi1
rbe
2
RL 2
vi1 2
虚短 - vi1
2
(4) 单端输入单端输出差模电压放大倍数
从图中看出，
vid
= vic
=
vi1 2
= vo vid
= vo vi1 - vi2
输出电阻 Ro
(1) 双端输入双端输出差模电压放大倍数
纯差模输入时，流过电流源（或
Re）的动态电流大小相等方向相 反，其和为0，所以其上的动态 压降也为0。这时的电流源（或 Re）相当于虚短或虚断。
电工学第9章基本放大电路
求：基极电流IB，集电极电流IC，集 －射极电压UCE。
解： UBB RBIB UBE
IB
UBB UBE RB
5 0 mA=0.01mA 500
IC IB 100 0.01mA 1mA
UCC RCIC UCE
UCE UCC RCIC (15 51)V 10V
集电极饱和电流： IC(sat)
U CC RC
3. 晶体管饱和时，发射结正向偏置，集电结
正向偏置
IB IC
UBB UBE RB
IB
硅管UBE约为0.7V，UCE约为0.2～0.3V。 UCE UCC RCIC
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三. 晶体管的饱和状态(saturation state)
(3) 集电极收集基区的电子形成集电极电流
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二. 晶体管的放大状态(amplification state)
3. 三极管的电流关系
IB IC IE
IC IB IE (1 )IB
IC IE
4. 三极管的电流放大系数(倍数)
静态电流放大系数(DC
current
amplification
coefficient)：
IC
IB
动态电流放大系数(AC current amplification coefficient)： IC
IB
一般情况下，两个系数的数值近似相等，使用时不加区别，用β表示。
常用三级管的β一般在40～100之间。
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第9章 基本放大电路
电工与电子技术
第5章差分放大电路
第5章 差分放大电路内容提要：本章介绍差分放大电路，包括差分放大电路的组成、差分放大电路的输入和输出方式、差分放大电路的静态计算和动态计算。
概述差分放大电路（简称差放）就其功能来讲，是放大两个输入信号之差。
由于它具有优良的抑制零点漂移的特性，因此成为集成运放的要紧组成单元。
在电子仪器和医用仪器中经常使用差分放大电路做信号转换电路，将双端输入信号转换为单端输出或将单端输入信号转换为双端输出。
5.1.1 差分放大电路的组成差分放大电路是一种对称结构的放大电路，差分放大电路是由两个特性相同的三极管VT 1、VT 2组成的对称电路，两部份之间通过射极公共电阻R e 耦合在一路。
在差分放大电路的电路图（图5-1-1）中。
R s1、R s2为VT 1、VT 2确信适合的静态工作点。
采纳双电源供电形式，可扩大线性放大范围。
差分放大电路的电路如图5-1-1所示。
+-i1u i2u图5-1-1 差分放大电路差分放大电路是对称电路。
对称电路的含义是两个三极管VT 1、VT 2的特性一致，电路参数对应相等。
即βββ==21BE BE2BE1U U U == be be2be1r r r ==c c21c R R R ==s s21s R R R == 5.1.2 差分放大电路的输入和输出方式差分放大电路一样有两个输入端：反相输入端和同相输入端，如图5-1-1所示。
在输入端A 输入极性为正的信号u i1，输出信号u o 的极性与其相反，称该输入端A 为反相输入端。
在输入端B 输入极性为正的信号i2u ，而输出信号u o 的极性与其相同，称该输入端B 为同相输入端。
极性的判定以图中确信的正方向为准。
信号从三极管的两个基极加入称为双端输入；信号从三极管的一个基极对地加入称为单端输入。
差分放大电路一样有两个输出端：集电极C 1和集电极C 2。
从集电极C 1和集电极C 2之间输出信号称为双端输出，从一个集电极对地输出信号称为单端输出。
运放差分放大电路详解
运放差分放大电路详解
运放差分放大电路是一种常用于信号放大和信号处理的电路。
它由差分放大器和运算放大器组成，常用于音频放大、仪器放大、传感器信号处理等应用中。
下面将对运放差分放大电路进行详细的解析。
差分放大器是运放差分放大电路的核心组成部分，它由两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端组成。
通过调节非反相输入端和反相输入端的电压，可以实现对输入信号的放大。
差分放大器的放大倍数可以通过调整反馈电阻值来控制。
运放差分放大电路的工作原理是利用运算放大器来实现对差分放大器的补偿。
运算放大器将输入信号经过放大后，与输入信号同相连接到差分放大器的反相输入端。
这样，运放差分放大电路就能够实现对输入信号的放大和处理。
在运放差分放大电路中，反馈电路起着重要的作用。
一般情况下，选择负反馈电路可以提高放大电路的稳定性和线性度。
通过调整反馈电阻和电容的数值，可以对运放差分放大电路的增益、频率特性、相位特性等进行调节。
运放差分放大电路还可以实现一些实用的功能。
例如，当差分放大器的两个输入端电压相等时，输出电压为零，即可以实现电压补偿功能。
另外，差分放大器还可以用于实现滤波器、积分器和微分器等信号处理功能。
总之，运放差分放大电路在电子技术领域中扮演着重要的角色。
它能够实现对输入信号的放大和处理，具有较高的稳定性和可靠性。
了解和掌握运放差分放大电路的工作原理和相关参数调节方法，对于设计和应用电子电路都具有重要的意义。
几种常用的放大电路
在传感器信号采集电路中，由于共集 放大电路具有高输入阻抗和低噪声的 特点，可以用于采集微弱的传感器信 号。
在音频信号处理中，共集放大电路可 以用于前置理
差分放大电路利用两个参数相 同、极性相反的放大元件，将
输入信号差值放大。
它能够抑制零点漂移，提高 放大电路的共模抑制比。
在共基放大电路中，输入信号通过电容耦合到三极管的基极，而输出信号则从集电极通过电阻耦合到负 载。
共基放大电路的放大倍数主要由三极管的电流放大倍数决定，而与输入信号的频率和幅度无关。
电路特点
01
共基放大电路具有高电压放大倍数、低输入阻抗和 高输出阻抗等特点。
02
由于输入信号加在基极和发射极之间，因此输入信 号的相位与输出信号的相位相同。
自动控制系统
在自动控制系统中，互补 对称功率放大电路可用于 驱动执行机构，如电机、 电磁阀等。
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电路特点
01 共集放大电路具有电压跟随的特点，适用于需要 高输入阻抗和低输出阻抗的场合。
02 由于其输入阻抗高，可以减小信号源的负担，同 时输出阻抗低，可以减小负载的负担。
03 共集放大电路的增益较低，通常在20dB以下，但 其噪声系数较小，稳定性较好。
应用场景
共集放大电路广泛应用于音频信号处 理、传感器信号采集、模拟电路等领 域。
03
共基放大电路适用于高频信号的放大，因为其频率 响应较好。
应用场景
共基放大电路在音频信号处理、 无线通信、测量仪器等领域有广
泛应用。
由于其高电压放大倍数和高输出 阻抗的特点，共基放大电路常用 于需要高电压输出的场合，如音
频功率放大器等。
在高频信号处理中，共基放大电 路也常被用于信号的放大和传输。
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0、小叙闲言
有一个两相四线的步进电机，需测量其A、B两相的电流大小，电机线圈的电阻为0.6Ω，电感为2.2mH。
打算在A、B相各串接一个0.1Ω的采样电阻，然后通过放大电路，送到单片机采样（STM32，12位AD采样），放大的电压值是最大应为3v。
电路如下。
我在这里讨论其中的采样放大电路。
很多东西平时在书本上学到烂熟，但真正在实战时，还是碰到了不少问题。
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
因此，在这里总结一下，供自己学习之用，或许也可给大家一点点帮助。
图1 步进电机系统结构图
这里暂时不讨论放大电路的工作原理，直接使用放大器的虚短（短路）和虚断（断路）性质来分析这一类电路，之所以在前面加个虚字，是因为放大器的两端并不是真正的短路或断路。
如下图所示，虚短：UP=UN，虚断：IP=0; IN=0。
无论放大器接在何种电路中，这两个式子都是成立的。
图2 放大器性质
1.1、电压跟随器
电压跟随，听名字应该就能想到，它的作用就是输出电压Uo应该是随着输入电压Ui变化而变化的（Uo=Ui），如下图所示，由上面讲到的虚短性质，很容易得到Ui=Up=Un=Uo。
有人会疑问，直接把Ui接到Uo，岂不是更加方便，要这个做什么。
这个就要看电路需求而定了。
电压跟随器的作用一般是起到隔离的作用，输入的电流太大的话，也不影响到输出的电流。
图3 电压跟随器电路图
1.2、电压放大电路
说了这么多，也没有看到放大器起到放大的作用，那么它是如下做到放大的电压作用的呢，且看下面这个电路。
图4 电压放大电路
从图4可以看到电路将输入电压放大了-3倍，这个负号来源，在图4中的公式推导已经说得很明白了。
充分利用虚短和虚断的性质，加上外接电路，可以实现放大电压的功能（当然也可以缩小电压）。
这个电路有一个小小的问题，就是它放大电压后有一个负号，平时我们要的都是输出电压与输入电压同符号，那么如何做到输出电压与同向呢，其实也很容易，且看下面电路图5。
它的放大倍数也很好计算，元器件没有比上面多。
但是这里又引是入一个新的问题，从下图4的公式推导中，可以明显看到，Uo/Ui>1，那么在我们需要将电压值缩小的场合，这个电路将不再适用。
图5 电压同向放大电路
那么如何做到同向的任一放大倍数的电路呢，也并不难，又请看下方图6电路。
电路中多了两个电阻，成本并不会增加多少。
由图6中推导的公式，如果R1+R2=R3+R4，那么放大倍数Uo/Ui=R4/R1,这个电阻阻值大小是完全可以做到任意选择的。
在实际电路的设计过程中，通常令R1=R3，R2=R4,这样可以使R1+R2=R3+R4成立，同时也能够很清晰地记住这个电路的放大倍数即为：Uo/Ui=R2/R1。
图6 电压同向任一放大倍数电路
2、差分放大电路
上面讲到的所有放大电路都有一个明显的特点，就是它们只是放大某一个电势点，另一个电势点是默认接地的。
而有时我们需要放大电压的两端电势没有一个接地的，那么这个时候，上述所有放大电路将不再适用。
我文章一开头提到的采样步进电机电流，就是这种情况，这个时候就是差分放大电路登场的时间了。
图7 差分放大电路
在使用差分放大电路时，有一点需要特别地注意，不仅|k*(U1-U2)|<15（最好是小于13V左右，取得比较好的效果），而且Un与Up应该也要小于15v，否则放大不会工作在线性区，导致电路非正常工作。
心得总结
关于放大电路的更加深刻的工作原理，比如虚短虚断的性质是如何来的，还没有去更加深入的研究（虽然在本科期间学习过，但现在还是忘了），另外当图4中的放大器负输入端接地，而正输入端接输入电压，无法得到想要的放大效果，也就是放大器的正负输入端倒底有何区别，还没有很明白，是后要学习的内容。
博主毕业于自动化专业，熟悉C/C++/C#语言，算不上精通这些语言，平时也一直向网上各位大牛学习。
业余使用Winform/WPF/QT开发一些上位机程序。
对单片机，嵌入式开发也有较浓厚兴趣。
意向从事图像处理，模式识别与智能系统方向。
我的邮箱：endless@，非常欢迎各位来交流学习。
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