《模拟电子技术基础(第4版_周良权)》电子教案 41

T1 Rc1 T2 Rc2
RL
uo
（3）双端输出时的输入、输出电阻 差模输入电阻 Rid = 2rbe
Rc1
Rc2 + VCC
差模输出电阻 Ro = 2Rc
T1 RL uo
T2
（4）单端输出时差模电压放大倍数
Aud1ห้องสมุดไป่ตู้
uo uid
uo1 2ui1
1 2
Aud1
Rc
2rbe
uid ui1 ui2
带
RL
Aud
Rb
(Rc//0.5 RL ) rbe (1 )0.5RP
50 (3 // 3) 1.4
1 1.86 51 0.05
Rid 2[Rb rbe (1 )0.5RP ] 10.82(kW
Ro 2Rc 6(kW
Rc 3 kW
ui1 Rb
R L6 kW
Rc + VCC 3 kW
2Re
)
50 (3 // 6)
0.32
1 1.86 51 (0.05 6)
KCMR
Aud Auc
9.3 29 0.32
如：UO1= 1 V ， UO2 = 2 V，A1 = 103， A2 = 104 。
UI
UO A
则： UI1= 1 mV , UI2 = 0.2 mV
A1 零漂严重
差分电路抑制零漂的原理：
IC1 = IC2
UC1 = UC2 UO= UC1 – UC2 = 0
二、双端输入时动态分析
1. 差模信号和共模信号
Rb ui2
1 kW 0.5RP 0.5RP 1 kW
50 W 3 kW
– VEE
3. 单端输出 Aud、 KCMR、 Ro
Aud
1 2
Rb
rbe
(Rc//RL )
(1 )0.5RP
1 50 (3 // 6) 2 1 1.86 51 0.05
9.3
Auc
Rb
rbe
(Rc//RL ) (1 )(0.5RP
16
mV
由于任意信号都可以分解为共模信号和差模信 号的和差形式，单端输入不过是有一个输入端为0的 特例，与双端输入分析方法相同。
[例]能调零的差分电路， = 50 ，UBE1 = UBE2 = 0.7V ，
求“Q”，Aud、 Ri、 Ro，T1单端输出时求Aud、KCMR、 Ro。
Rc 3 kW
ui1 Rb
差模信号
ui1 = – ui2 大小相同，极性相反
共模信号
ui1 = ui2 大小相同，极性相同
T1
Rc1uo
RL
+ VCC Rc2 T2
uid ui1 ui2
Re – VEE
差模输入信号 uid = ui1 – ui2= 2ui1
共模输入信号 uic = ui1 = ui2 2. 差模输入
（1）双端输出时差模交流通路
ui1 uid ui2
L
Re – VEE
IC1 = IC2 IE/2 = (VEE – UBE) / 2Re
UC1 = UC2 = VCC – IC1Rc uo = UC1 – UC2 = 0
特点：
a. 两个输入端， 两个输出端；
b. 元件参数对称； c. 双电源供电； d. ui1 = ui2 时，uo = 0
第4章
集成运算放大器及其应用基础 4.1 差分放大电路
(Differential Amplifier)
4.1.1 双端输入的基本差分放大电路 4.1.2 单端输入的差分放大电路
4.1.1 双端输入的基本差分放大电路
一、静态分析及抑制零漂原理 1. 静态分析
T1
Rc1uo
R
+ VCC Rc2 T2
VEE = UBE + IERe IE = (VEE – UBE) / Re
ui1 uid ui2
T1 Rc1 T2 Rc2
RLuo
ui1 = – ui2 iC1 = – iC2 iE1 = – iE2
故Re上不存在差模信号
（2）双端输出时差模电压放大倍数
Aud
uo uid
2uo1 2ui1
Aud1
Rc rbe
带 RL：Aud
RL rbe
RL
Rc
//
1 2
RL
ui1 uid ui2
Rc 3 kW
ui1 Rb
1 kW
Rc + VCC
R
3 kW
L
6 kW
Rb ui2
0.5RP 0.5RP 1 kW
50 W 50 W Re 3 kW
– VEE
2. 求Aud、 Ri、 Ro
rbe = 300 W +26 mV / IB = 300 W + 26 mV / 0.017mA
= 1.86 k W
当 ui1 ui2，可分解任意输入
T1
信号为共模信号和差模信号之和：
uid = ui1 – ui2
ui = ui1
两输入端差模
uid1
1 2
uid
信号各为：
uid2
1 2
uid
两端共模信号同为：
Rc1
T1
uic = (ui1+ ui2 ) / 2
ui1
uic
1 2
uid
ui2
uic
1 2
uid
2. 抑制零点漂移的原理 零点漂移 ： 当放大电路输入端短路时，输出端仍有缓慢
变化电压产生的现象。 零漂的主要原因：温度变化引起三极管参数变化。
零漂的严重性：淹没信号。
U = 0. 02 V U = 0.42 V U = 8.42 V
A1 = 20
A2 = 20
A3 = 20
零漂的衡量：将输出的漂移折合到输入端。
Rc1
T1
uic
2Re
Rc2
uoc
T2
2Re
双端输出共模交流通路
KCMR
Aud Auc
KCMR
(dB)
20 lg
Aud Auc
在理想情况下，KCMR= ，集成电路一般为 120 ~ 140 dB。
（3）单端输出时共模电压放大倍数和共模抑制比
Auc1
uoc uic
R'L 2(1 )Re
R'L 2 Re
RL Rc // RL
Aud1
R'L
2rbe
KCMR
Aud1 Auc1
Re
rbe
（4）共模输入电阻
Rc1
Rc2
T1 RL uoc
T2
uic
2Re
2Re
单端输出共模交流通路
Ric
uic 2ib
1 2
[rbe
(1 )2Re ]
4.1.2 单端输入的差分放大电路
一、任意输入信号的分解
Rc1
1 kW
RL
3Rkc W+(V+C6CV)
T1
6 kW Rp
T2
Rb ui2
1 kW
Rc 3 kW IB1 Rb
1 kW
IC1 R
L
IE16 kW
3Rkc W+ V(+C6CV) Rb 1 kW
100 W
50 W 50 W
解：
Re 3 kW – VEE (– 6V)
Re 3 kW
直流通路
– VEE (– 6V)
：Aud1
R'L
2rbe
RL Rc // RL
Re – VEE
3. 共模输入和共模抑制比 （1）双端输出时共模电压放大倍数
uic = ui1 = ui2
iC1 = iC2 iE1 =
iE = 2 iE1 uReiE=2 2 iERe
Auc
uoc uic
uoc1 uoc2 uic
0
（2）双端输出时共模抑制比
+ VCC
解：
Rc1
T1
ui = ui1
R
Rc2
L
T2
uid = ui1 – ui2= 32 mV
uo
ui2= 0 uic = (ui1+ ui2 ) / 2 = 16 mV
Re – VEE
二、单端输入时动态分析
ui1
1 2
ui
1 2
ui
= 16 mV+
16
mV
ui2
1 2
ui
1 2
ui
=
16 mV-
1. 求“Q”
IB1 IB2
VEE U BE1
Rb (1 )(0.5RP 2Re )
6 0.7
0.017(mA)
1 (1 50)(0.05 12)
IC1 IC2 0.017 50 0.85(mA)
UC1 UC2 VCC ICRc 6 0.85 3 3.45(V)
当 ui = ui1
ui1
1 2
ui
1 2
ui
uic
1 2
ui
uid1
1 2
ui
ui2= 0
ui2
1 2
ui
1 2
ui
+ VCC
R
Rc2
L
T2
uo
ui2= 0
Re – VEE
+ VCC
R
Rc2
L
T2
uo
ui
1 2
ui
u Re
c id2
1 2
ui
– VEE
[例4.1.1]已知单端输入差分电路， ui1 = 32 mV， ui2 = 0V ， 试分解差模信号和共模信号。