第3章第4讲(差动放大电路)

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第3章直接耦合放大电路和集成运算放大器

+ u i1
Rid 2 Rb rbe －
（4）输出电阻
Ro 2Rc
+
ui2
_ReV
－
EE
2. 双端输入单端输出
(1)差模电压放大倍数
Aud

Rc 2Rb
//
RL rbe
+VCC
Rc
Rc
+
这种方式适用于将差分信号转换
Rb T1 RL
uo1 －
T2 Rb
为单端输出的信号。 +
－
R3
R2 R1
流电阻并不大。
_
V EE
恒流源使共模放大倍数减小，而
不影响差模放大倍数，从而增加
共模抑制比。
3.2.4 差动放大电路的四种接法
差动放大器共有四种输入输出方式:
1. 双端输入、双端输出（双入双出） 2. 双端输入、单端输出（双入单出） 3. 单端输入、双端输出（单入双出） 4. 单端输入、单端输出（单入单出）
用于衡量差分放大对管输入电流的大小。
IIB

1 2
IB1 IB2
4.开环差模电压放大倍数 Aod ：
无反馈时的差模电压增益。
一般Aod在100～120dB左右，高增益运放可达140dB以上。
Au = 10000
若输出有1 V的漂移
电压。
+
ui
则等效输入有100 —
Rc1 Rb1
T1 Re1
Re2
+ VCC
+u o T2
- VEE
uV的漂移电压
等效 100 uV
漂移
3. 减小零漂的措施

差动放大电路 ppt课件

24
2. 静态分析
直流通路
RC
IC1 IC2
uo
RC
RB
T1
T2
ui1
IB
IE
RE
+UCC
RB
IB
ui2
IBR B U E 2(E 1 U B)E R E2 U E R E E IC1=
–UEE
IC2=
IC=
IBU EE 2REUCE= UCC+ UEE - IC(RC + 2RE )
25
2
,
输出至
下
一
T3
双端输出
级
T4 双端输入
RE2
R3
R2
-UEE 接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。50
补充：电流源
51
52
53
54
集成电路运算放大器中的电流源
电流源概述
一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。它具有很高的输出电阻。
1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有恒流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 2、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
u o
R C
IE具有恒流特性
T1
T2
u
i1
IE
RE
用恒流源代
u i2
替RE ，可使
电路进一步
-UEE （-15V）
改善
（2） RE对共模信号有抑制作用（原理同上，即由于RE的负反馈作用，使IE基本不变）（3） RE对差模信号相当于短路
ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IE不变

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

温漂严重干扰了放大器的工作，会引起输出信号失真，严重时会把有用信号完全淹没。这是直流放大器必须克服的问题。实用中常采用多种补偿措施来抑制温漂，其中最为有效的方法是使用差动放大电路。该电路也是集成运算放大器的输入级电路。
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。

电工与电子技术第三章集成运算放大器及其应用

各级工作点相互影响适于放大直流或变化缓慢的信号电压放大倍数为各级放大倍数之积零点漂移
零点漂移---当输入信号为零时，输出端电压偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动，这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
∴ i 1＝ i f
即 ui/R1=－uo/ Rf
uo、ui 符合比例关系，负号表示输出输入电压变化方向相反。
电路中引入深度负反馈，闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关，仅与R1、Rf 有关。
当R1＝Rf 时， uo＝－ui ，该电路称为反相器。 R2－－平衡电阻同相端与地的等效电阻。其作用是保持输入级电路的对称性，以保持电路的静态平衡。
共模信号－－极性相同，幅值相同的信号。
u i1= u i2
差模输入（信号）
ui1 ui2 ui 2
IC1 IC2
UCE1 UCE2 u0 UCE1 Δ UCE2 2 UCE1
Ad 2 UCE1 / ui 2 UCE1 / 2ui1 UCE1 / ui1
i3 ui3 R3
i f u0 Rf
ui1 R1 i1
Rf if
ui2 R2 i2 ui3 R3 i3
－＋＋∞
uo
RP
u0 ui1 ui 2 ui 3 R f R1 R2 R3
uo R f ( ui1 ui2 ui3 ) R1 R2 R3
若 R1 R2 R3 R f
AOUi
uo
I－≈I+ ≈0
二、Rf if
ui R1 i1 R2

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。

电流源电路和差动(又称差分)放大电路

第3章电流源电路和差动（又称差分）放大电路内容提要：本章首先讨论常用在集成运放中的几种电流源的形式及其主要应用，然后讨论差动放大电路的工作原理及计算。

本章重点：1．镜像电流源、比例电流源、微电流源、I o 和I R 的计算。

2．典型差动放大电路的工作原理及计算。

学习要求：1．掌握电流源电路结构及基本特性，主要包括基本镜像电流源、比例电流源、微电流源，会分析其镜像关系及其输出电阻。

2．掌握差模信号、共模信号的定义与特点。

3．掌握长尾型和恒流源共模负反馈两种射极耦合，差动放大器的电路结构、特点，会熟练计算电路的静态工作点，熟悉电路的4种连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。

4. 要求会熟练分析差动放大器对差模小信号输入时的放大特性，共模抑制比。

会画出微变等效电路，会计算A Vd 、R id、R od 、K CMR 。

5．会运用晶体管工作在有源区时的大信号特性方程i c =I s exp(V be /V t )分析研究差动放大器的差模传输特性。

了解基本的差动放大器线性放大的输入动态范围和扩大线性输入动态范围的办法。

6．定性了解差动放大器的各种非理想特性，如输入失调特性、共模输入电压范围等。

3.1 电流源电路3.1.1 三极管电流源电流源是模拟集成电路中广泛使用的一种单元电路，如图3.1.1所示。

对电流源的主要要求是：（1）能输出符合要求的直流电流I o 。

（2）交流电阻尽可能大。

图3.1.1 三极管电流源电路第3章电流源电路和差动（又称差分）放大电路·129·三极管射极偏置电路由V CC 、R b1、R b2和R e 组成，当V CC 、R b1、R b2、R e 确定之后，基极电位V B 固定（I b 一定），可以推知I c 基本恒定。

从三极管的输出特性曲线可以看出：三极管工作在放大区时，I c 具有近似恒流的性质。

当I b 一定时，三极管的直流电阻CQ CEQ CE I VR =，V CEQ 一般为几伏，所以R CE 不大。

讲答案4章差动放大电路

第4章差动放大电路在工业控制过程中，如温度、压力这样的物理量，被传感器检测到并转化为微弱的。

变化缓慢的非周期电信号。

而这些信号还需要经过直流放大器放大以后，才能进行进一步的处理或推动二次仪表进行显示。

那么，这里的放大器一般采用直接耦合多级放大器。

直接耦合多级放大器存在零点漂移的问题，克服零点漂移的有效办法，就是在多级放大器的输入级采用差动放大电路。

4.1 典型差动放大电路4.1.1 零点漂移问题1、零点漂移（1）零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象，简称零漂。

（2）零漂产生的原因：晶体管参数()CEO BE I U β、、随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化等。

（其中主要因素是温度对晶体管参数的影响，称为温漂。

）（3）温漂：环境温度每变化1℃，将放大电路输出端出现的漂移电压oU '∆ 折算到输入端，用这个折算到输入端的漂移电压数值表示零漂的大小，用i U '∆表示。

（常常认为，零漂就是温漂。

）放大电路的级数越多，放大倍数越大，则零漂电压逐级放大，就使零漂越严重，有时会将输入信号淹没。

那么，第一级零漂对输出端的总零漂来说，占主要地位。

2、抑制温度漂移的措施：① 在电路中引入直流负反馈。

（如第2章介绍的分压式偏置电路中的E R 就是一个直流负反馈。

）② 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成差动放大电路，至于直接耦合多级放大电路的输入端。

（在直接耦合放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。

）4.1.2 典型差动放大电路1、电路结构与静态工作情况（图4-1为典型的差动放大电路）将两个电路结构、参数均相同的单管放大电路组合在一起，就成为差动放大电路的基本形式。

两管射极均通过电阻E R 与负电源串联之后接地。

（1）差动放大电路的结构特点：① 由两个结构、参数左右对称的共射放大器组成；② 它有两个输入端a 和b ，存在两个输入信号1i u 、2i u ；③ 它有两个输出端，有单端输出（从任意一个集电极输出）、双端输出（从两个集电极之间输出）两种方式； ④ EE U 为负电源，确保1V 、2V 工作在放大状态。

第3章多级放大电路

+ VCC
RB1
RC1
T1
RE2
T2
ui
RC2
利用NPN型管和型管和PNP型管进行电平移动利用型管和型管进行电平移动
uo
第三章多级放大电路
（2）直接耦合放大电路的优缺点）优点：优点：（1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。（2）便于集成便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻，便于集成没有电容器和电感器，因此便于集成。缺点：缺点：（1）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设计、计算和调试带来不便。（2）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。
ri2 Ⅱ
Ⅰ r o1
ɺ E S1
+ _
+ ɺ U o1 _
Ⅱ
+ ɺ Uo _
级间关系
后级的r 等效为前级的R 后级的 i等效为前级的 L 前级的ro等效为后级的RS 前级的等效为后级的
第三章多级放大电路
RB1
C1
RC1
C2 +
′ RB1
RC2 + T C3 2
+ U CC
+ RB2
RE 1
RS
2）变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。
3）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、电压以及阻抗变换。电压以及阻抗变换。缺点：）高频和低频性能都很差；缺点： 1）高频和低频性能都很差； 2）体积大，成本高，无法集成。）体积大，成本高，无法集成。

第4章差动放大电路与集成运算放大器

ui1 ui 2
id
图3-3 差动放大电路的输入方式
共模信号与差模信号
Ui1 Ui2
线性放大电路
Uo
1 共模信号输入电压： U ic (U i1 U i 2 ) 2
差模信号输入电压：U
id
(U i1 U i 2 )
差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。
共模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。
在放大器的两个输入端分别输入大小相等、极性相同的信号，即 ui1 ui 2 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。共模输入信号常用 uic 来表示，即 uic ui1 ui 2 。在放大器的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，即时这种输入方式为差模输入，所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号常用 u 来表示，即 ui1 uid / 2 ui 2 uid / 2
输入信号种类
ui1 = ui2 共模输入
(common mode)
uC ud
ui1 = -ui2 差模输入
(differential mode) 任意输入ui1, ui2（既非差模又非共模）
3.2 相关的理论知识
(2)共模输入
如图3-3（a）所示为共模输入方式，由图中可以看出，当差动放大器输入共模信号时，由于电路对称，两管的集电极电位变化相同，因而输出电压 u oc 恒为零。
Rod 2RC
5.共模抑制比如果温度变化，两个差放管的电流将按相同的方向一起增大或减小，相当于给放大电路加上一对共模输入信号。所以差模输入信号反映了要放大的有效信号，而共模输入信号可以反映由温度等原因而产生的漂移信号或其它干扰信号。通常希望差分放大电路的差模电压放大倍数愈大愈好，而共模电压放大倍数愈小愈好。共模抑制比反映了差分放大电路放大差模信号、抑制零漂和共模信号的能力。

拉扎维模拟集成电路精讲第三讲差动放大器

• 实际上，电路既不可能完全对称，电流源的输出电阻也不可能为无穷大，结果，共模输入的变化会或多或少传递到输出上。
• 电流源具有有限电阻的差动对的共模增益：电路等效为带源级负反馈的共源级电路
M1+M2宽度增为单管的2倍，偏置电流增为单管的2倍，从而其跨导同样增为单管的2倍
忽略二级效应，此时，共模增益为：
（假定Vin1-Vin2 从-变化到+ ）
• Vin1比Vin2更负，M1截止，M2 导通，ID2=ISS，因此Vout1=VDD, Vout2=VDD-RDISS
• Vin1逐渐增大，M1开始导通， Vout1减小，由于ID1+ID2=ISS， M2流经的电流减小，Vout2增大；当Vin1=Vin2 时， Vout1=Vout2=VDD-RDISS/2。
•当ΔVin= 0时，Gm最大由于，所以，
讨论（续）：
注意：当
， ID1-ID2等于零
•当ΔVin超过某一限定值（ΔVin1）时，所有ISS电流流经一个晶体管，而另一个晶体管截止（忽略亚阈值导通）。
ID1 ISS V Viinn12VVPPVVGth21SVin1 VG1SVTH
•ΔVin1 实际上是电路可以“处理”的最大差模输入。
注意：共模输入的变化会扰乱偏置点，改变小信号增益，限制输出电压摆幅！
• 电路不对称且尾电流源的输出电阻为有限值时，输入共模电压变化对电路的影响：
– 电路不对称情况1：漏端负载电阻不匹配，即RD1=RD， RD2=RD+ΔRD，当输入端共模发生变化，ID1和ID2都增加 [gm/(1+2gmRSS)]ΔVin,CM，但VX、VY的变化不相等，输出端产生了一个差动成分。
• 因此， Vin,CM允许的范围

电子课件电子技术基础第六版第三章集成运算放大器及其应用

1. 组成框图集成运算放大器的组成框图如图所示，通常包括输入级、中间级、输出级和偏置电路。
集成运算放大器的组成框图
（1）输入级通常是具有较大输入电阻和一定放大倍数的差动放大电路，利用它可以使集成运算放大器获得尽可能高的共模抑制比。（2）中间级中间级的作用是使集成运算放大器具有较强的放大能力，通常由多级共射极放大器构成。
一、零点漂移
放大直流信号和缓慢变化的信号必须采用直接耦合方式，但简单的直接耦合放大器，常会发生输入信号为零输出信号不为零的现象。产生这种现象的原因很多，如温度的变化、电源电压的波动、电路元件参数的变化等，都会使静态工作点发生缓慢变化，该变化量被逐级放大，便会使放大器输出端出现不规则的输出量，这种现象称为“零点漂移”，简称“零漂”。
三、集成运算放大器的主要参数
为了表征集成运算放大器的性能，生产厂家制定了很多参数，作为合理选择和正确使用集成运算放大器的依据。下面介绍几项主要的参数，见表。
集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器的主要参数
§3-3 集成运算放大器的基本电路
学习目标
1. 了解理想集成运算放大器的基本概念。 2. 了解集成运算放大器线性工作区和非线性工作区的特性及工作特点。 3. 理解集成运算放大器“虚短”“虚断”的概念。 4. 了解集成运算放大器电路直流平衡电阻的配置。
2. 消除自激振荡集成运算放大器是多级放大器，具有极高的电压放大倍数，但它极易产生自激振荡，使运算放大器不能正常工作。为了防止自激振荡的产生，通常按产品手册要求，在补偿端子上接指定的补偿电容或 RC 移相网络，以便消除自激振荡现象。
四、集成运算放大器的保护电路
1. 防止电源极性接反为了防止电源极性接反而损坏集成运算放大器，可利用二极管的单向导电特性来控制，如图所示，二极管 V1、V2 串入集成电路直流电源电路中，当电源极性接反时，相应的二极管便截止，从而保护了集成电路。防止电源极性接反保护电路

《电子技术基础》第三章集成运算放大器及其应用试卷

《电子技术基础》第三章集成运算放大器及其应用试卷一、单项选择题1.集成运算反相器应是( )。

(2 分)A.A uf=lB.A uf=∞C.A uf=-1D.A uf=02.差动放大器是利用( )抑制零漂的。

(2 分)A.电路的对称性B.共模负反馈C.电路的对称性和共模负反馈D.差模负反馈3.输入失调电压是( )。

(2 分)A.两个输入端电压之差B.输入端都为零时的输出电压C.输出端为零时输入端的等效补偿电压。

4.同相比例运算电路在分析时不用( )概念。

(2 分)A.虚短B.虚断C.虚地5.集成运算放大器若输入电压过高,会对输入级( )。

(2 分)A.造成损坏B.造成输入管的不平稳,使运放的各项性能变差C.影响很小6.集成反相器的条件是( )(2 分)A.A uf=-1B.A uf=1C.R f=0D.R f=∞E.R f=R7.抑制零点漂移最有效的方法是( )。

(2 分)A.采用差动放大器B.采用温度补偿电路C.尽量减小电源电压波动8.所谓差模输入信号是指两输入信号为( )。

(2 分)A.大小和相位都相同B.相位相反C.大小相同,相位相反9.电压比较器中,集成运放工作在( )状态。

(2 分)A.非线性B.开环放大C.闭环放大10.克服零点漂移最有效且最常用的是( )(2 分)A.放大电路B.振荡电路C.差动放大电路D.滤波电路二、判断题11.( )开环差模电压增益越高,构成的电路运算精度越高,工作也越稳定。

(2 分)12.( )直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号和直流信号,但不能放大漂移信号。

(2 分)13.( )变压器耦合能使零点漂移信号传递到后级。

(2 分)14.( )差动放大电路的共模放大倍数实际上为零。

(2 分)15.( )集成运放工作在线性状态下,要实现信号运算时,两个输入端对地的直流电阻必须相等,才能防止偏置电流带来的运算误差。

(2 分)16.( )为防止自激,集成运放的补偿电容若制作在内部,无需外部补偿。

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

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用的电子电路，它能够将输入信号的差异放大，并且抑制共模信号。

差动放大电路通常由两个放大器组成，分别被称为差动放大器的输入端和输出端。

其工作原理如下：
1. 输入信号通过差动放大器的输入端。

这两个输入端通常被称为非反相输入端和反相输入端。

它们之间的输入电压差被称为差模信号，即差动输入信号。

2. 差动放大器的非反相输入端和反相输入端之间通过两个独立的放大器进行连接。

这两个放大器的输出信号被分别称为非反相输出信号和反相输出信号。

3. 差动放大电路的输出信号是差模信号经过放大之后的结果。

我们可以通过两种方式来获得输出信号：
- 差模增益：非反相输出信号和反相输出信号的差值。

- 共模抑制比：非反相输出信号和反相输出信号的和值。

4. 差动放大电路的设计目的是尽可能增大差模增益，并且抑制共模信号。

通过适当选择放大器的参数和电路的配置，可以实现这一目标。

5. 典型的差动放大电路包括差动晶体管放大器、差动运算放大器等。

它们在许多应用中起着重要的作用，如音频放大、信号传输、测量仪表等。

通过差动放大电路，我们可以将输入信号进行放大，并且抑制噪音、干扰等共模信号，从而提高信号的质量和准确性。

差动放大电路 (课件)

由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状虚断态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。虚短在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。虚地如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一个不接“地”的“地”，称为“虚地”
4.共模抑制比CMRR=∞;
5.开环带宽BW=∞;
6.失调、漂移和内部噪声为零。
二、理想运放的工作状态及其特点
IVV+ I+
Vo + Vo VOH 理想
VOH为正向输出饱和电压 VOL为负向输出饱和电压
其数值接近运放的正负
电源电压分析应用电路的工作原理时，首先要分清运放工作在线性区还是非线性区。
2rbe
1 ( Rc // RL ) 2 rbe

( Rc // RL )
2rbe
2rbe
2rbe
1 [rbe (1 )2ro ] 2
2Rc Rc
1 [rbe (1 )2ro ] 2 Rc 2R
c
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
1 R L 2 R b rbe
C1为反向输出端,C2为同向输出端
rid=2(Rb+rbe)
rod ≈ Rc
3.对共模信号的抑制作用分析 Uic1=Uic2=Uic
工作原理
Ibc1=Ibc2 Iec1=Iec2
流过Ree上的电流： Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1 Ree上的电压：URee=Iec12Ree 画交流通路时，单管射极电阻应为2Ree。 Uic1 Rb

模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件

uod = 2ic1RL
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。

第三章差动放大电路及集成运算放大器第二节负反馈放大电路

差动放大电路及集成运算放大器
3.2.2.3 电压反馈和电流反馈根据反馈信号在放大电路输出端取样信号方式的不同，
可分为电压反馈和电流反馈。
图3-9 电压反馈和电流反馈
差动放大电路及集成运算放大器
（1）电压反馈
如图3-9(a)所示，放大电路的输出电压直接送至反馈网络的输入端。
则：Xf =Ｆuo。这种反馈方式叫做电压反馈。
Xi
1
该式表明 Af 为 A 的 1 Af 。1 AF 叫做“反馈深度”，
其值越大，则反馈越深。它影响着放大电路的各种参数，也
反映了影响程度。
差动放大电路及集成运算放大器
|1+AF｜＞１时为负反馈；因此时｜Aｆ｜＜｜A｜，说明
引入反馈后放大倍数下降。
｜1+AF｜＜１时为正反馈。因此时｜Aｆ｜＞｜A｜，表
明引入反馈后放大倍数增加，但这种情况下电路不稳定。
当1+AF＝０时，则AF＝－１，此时｜Aｆ｜→∞，意味着
在放大器输入信号为零时，也会有输出信号，这时放大器处于自激振荡状态，形成振荡器（在第四章讨论）。
差动放大电路及集成运算放大器
当|AF|»１时，为深度负反馈，在深度负反馈时：
Af
A AF
1 F
放大器的开环放大倍数：A XO Xi
反馈网络的反馈系数： F X f XO
放大器的闭环放大倍数：
Af
XO XS
差动放大电路及集成运算放大器
在负反馈状态下，Ｘf与ＸＳ反相，则Ｘｉ＝ＸＳ－Ｘf ；即：Ｘｓ＝Ｘｉ＋Ｘf，则：
Af
XO XO / Xi XS XS / Xi
A Xi X f
A 1 AF
并联叠加，电流ｉs与ｉf 相加形成净输入电流ii，这就叫并联反馈。负反馈时， ii = is－if 。

第三章差动放大电路及集成运算放大器第三节集成运算放大器及其应用

差动放大电路及集成运算放大器
3.3.3.4 差模输入电阻rid
是指运放在输入差模信号时的输入电阻。对信号源来说，
差模输入电阻rid的值越大，对其影响越小。理想运放的rid
为无穷大。
3.3.3.5 开环输出电阻ro
运放在开环状态且负载开路时的输出电阻。其数值越小，
带负载的能力越强。理想运放的ro = 0。
i11
ui1 R11
；i12
ui 2 R12
该参数表示运放两个输入端之间所能承受的最大差模电压值，输入电压超过该值时，差动放大电路的对管中某侧的三极管发射结会出现反向击穿，损坏运放电路。运放μA741 的最大差模输入电压为30V。
差动放大电路及集成运算放大器
3.3.3.2 最大共模输入电压Uicmax
这是指运算放大器输入端能承受的最大共模输入电压。当运放输入端所加的共模电压超过一定幅度时，放大管将退出放大区，使运放失去差模放大的能力，共模抑制比明显下降。运放μA741在电源电压为±15V时，输入共模电压应在 ±13V以内。
如果输入信号从同相输入端引入，运放电路就成了同相比例运算放大电路。如图3-20所示。根据理想运算放大器的特性：u u ui i1 i f 得：
i1
u R1
ui R1
if
u uo RF
ui uo RF
因而: uo
1
RF R1
ui
Auf
uo ui
1
RF R1
差动放大电路及集成运算放大器
该电路的反馈类型为串联电.3.4.3 反相加法器如果在反相输入比例运算电路的输入端增加若干输入支
路，就构成反相加法运算电路，也称求和电路，如图3-22所示。

4-差动输入级(恒流源、Ube倍增电路)音频功率放大器

差动输入级（恒流源、Ube倍增电路）音频功率放大器葛中海采用自举电路设计的功率放大器虽然电路相对较为简单，但却存在下限工作频率截止点。

引入自举电路是为了避免对信号正半波进行放大时，没有足够电流提供给互补管使用。

不缺三极管使用的情况下，采用恒流源可以保证对正半波进行放大时，也有足够的电流提供给上位管。

与此同时，将差动放大器也设计成由恒流源提供工作电流，可以大大提高对共模噪声的抑制比和放宽对电源电压的准确要求。

如图1所示，这是笔者为中山技师学院电子专业三年级同学，在讲授《实用音响电路》一书时，为大家设计的第五个中功率音频功放电路。

通过实验制作、电路调试、交直流参数测试、计算，理解、分析与体验功放电路的工作原理、调试方法以及故障排查。

图1 差动输入级（恒流源、Ube倍增电路）音频功率放大器R1是输入电阻，与C1组成低通滤波电路，滤除信号源或电路板引入的杂散高频干扰。

R2为C2提供放电通路，在系统断电后放掉C2残存的电荷。

R5与C3 、C4组成去耦电路，消除输出级电流波动引起的电压纹波对输入级的影响。

C3（瓷片电容）滤除高频，C4（电解电容）滤除低频（R7阻值较小，正常工作时压降忽略不计）。

R6、R8、VS1与VT3组成恒流源，给差动管提供恒定的静态电流——既是电源电压有较大范围的变动，该电流也基本保持不变。

VS1击穿导通，压降约3.6V，R8控制稳压二极管击穿电流（大约7.5mA），使其工作于反向特性曲线陡降区，同时又能满足其安全工作要求。

由于VT3发射结压降为0.6V，则R6的压降约3V，因此流过R6的电流约1mA。

该电流也是VT3的发射极电流I E3，又I E3≈I C3，I C3又被VT1、VT2分流为I C1、I C2，则I C3≈I C1+I C2。

VT4、VT5构成镜像恒流源，且VT4的b-c极连接，通过限流电阻R9到地。

忽略二者的基极电流，若它们的U BE、β也相同，则它们的e-c极电流相等，即I R9≈I C4≈I C5VT4、VT5电路结构对称，I C4≈I C5，犹如镜子内外的物像完全一样，这就是镜像恒流源名称的由来！VR1、R0与VT0构成U BE倍增电路，调节VR1可使静态时U AB= 3*U BE，抵消VT7、VT8与VT9发射结死去压降，其电流调节能力、温度补偿性均优于两只开关二极管（1N4148）与可调电阻的组合运用。