模电_差分放大电路

1. 双端输入单端输出：Q点分析
V I R 化 与 是，双U由C所端E于Q以输1输≠出I入UEQC时回、EQ一路I2B。样Q没、。有I但CU变QUCCQQ12IEEQERVcCRCVLEBERQ2ILRCUeQbVB1RECQcC
U BIECQQ (R2c I∥EQRRLe )
(Rc
rbe
∥ RL )
2(1
)Re
K CMR

Rb rbe 2(1 )Re
Rb rbe
1. 双端输入单端输出：问题讨论
A 12 Ad （（ 12））T什(RR2的么bc R情∥c可况rb以下Re2L短Ad)路为吗“d？＋”？
(Rc ∥ RL ) Rb rbe
uO U CQ1 U CQ2 0
VEE I R BQ b1 UBEQ 2IEQ Re
因
为Rb小
，
且I
很
BQ
小
，
所
以
I EQ

VEE UBEQ 2Re
1. Q点
晶体管输入回路方程：
VEE I R BQ b1 UBEQ 2IEQ Re
通常，Rb较小，且IBQ很小，故
I EQ

VEE U BEQ 2Re
I BQ

I EQ 1
，U
CEQ
VCC

ICQ Rc
U
UCEQ UCQ UEQ VCC ICQRc UBEQ
2. 抑制共模信号
共模信号：数值相等、极性相同的 输入信号，即
uI1 uI2 uIc iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 uC1 ) (uCQ2 uC2 ) 0
共模放大倍数
Ac

uOc uIc
，参数理想对称时Ac

0
2. 抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用
共模放大倍数
Ac

uOc uIc
参数理想对称时Ac 0
对于每一边 电路，Re=?
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号 如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓ 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时的Ac 越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。
但为使静态电流不变，Re 越大，VEE越大，以 至于Re太大就不合理了。
需在低电源条件下，得到趋于无穷大的Re。 解决方法：采用电流源！
五、具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
I2

IB3，U R2

单 端 输 出 ：Ad

( Rc ∥ RL )
2( Rb rbe )
Ac

Rb
( Rc ∥ RL ) rbe 2(1 ) Re
K CMR

Rb
rbe 2(1 ) Re
2( Rb rbe )
Ro Rc
五、具有恒流源的差分放大电路
为什么要采用电流源？
（1）计算静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位； （2）用直流表测得uO=2V，uI=？若uI=10mv，则uO=？
解：（1）用戴维宁定理 计算出左边电路的等效 电阻和电源为
R' L

Rc
∥
RL

6.67k
,
V' CC

R' L

Rc
∥
RL

6.67k
,
V' CC

RL Rc RL
VCC
Ac
uI 2
U OQ
差模输出 共模输出
参数对称时,UoQ=0。Ac=0
双 3. 输单四端入端 种输方接式入输 法：时有的Ri出 共均比模为较信2： (：R号A b电+输Arcb路入ed)；。参双数0端理输想入(对R 时R无称bc共条∥ 模件信r下bR 号e2输L入)，
输出方式：Q点、Ad、KAc、CM KCRMR、R o均与之有关。 Ro 2 Rc
第十三讲 差分放大电路
一、零点漂移现象及其产生的原因 二、长尾式差分放大电路的组成 三、长尾式差分放大电路的分析 四、差分放大电路的四种接法 五、具有恒流源的差分放大电路 六、差分放大电路的改进
一、零点漂移现象及其产生的原因
1. 什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶 体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。 克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
R2 R1 R2
VEE
近似为 恒流
IE3
Hale Waihona Puke Baidu
R2 R1 R2
VEE R3
UBEQ
六、差分放大电路的改进
1. 加调零电位器RW
1) RW取值应大些？还是小 些？
RW
2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写
2 Ri 2(出RAbd、rRbei的) 表(达1式。)RW

5V
ICQ 1
ICQ 2
ICQ

I EQ
VEE U BEQ 2 Re

0.265mA
U V'
CQ 1
CC

I R' CQ L

3.23V
UCQ 2 VCC 15V
（2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数， 最后求出输入电压，如下：
△uO＝uO－UCQ1≈－1.23V
二、长尾式差分放大电路的组成
零点 漂移
零输入 零输出
若V与UC的 变化一样， 则输出电压 就没有漂移
参数理想对称：
Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2; T1、T2在任何温度 下特性均相同。
为信共号模特信点号？, 不能能否放放大大？
长尾式差分放大电路的组成特点
典型 电路
为信差号模特信号, 能点放？大
在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出。
3.为差模信号时,能放大
三、长尾式差分放大电路的分析
1. Q点：令uI1= uI2=0
Rb是必要的吗？
I BQ1 I BQ2 I BQ
ICQ1 ICQ2 ICQ
I EQ1 I EQ2 I EQ
U CQ1 U CQ2 U CQ
K CMR

Ad Ac
在参数理想对称的情况下，KCMR 。
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免 干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。
根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种
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。
四、差分放大电路的四种接法
若uIurA=burAur1IAbedbIed0IedmvrrrbA，bbbAAubub'2ud'2Od'则2Od(O (R((R(1bR1b3(R3R17b7L'3.rL'R.6rb67bem)em)L)'.)r2V26bV6Ie6um I)mE)mEOQ23QAV3A262I.m .7EA7Q5d3A5u.2.1I1k.k750..13k27V uO UCQ1 uO 2.9V
Ad


Rb
( Rc // RL
rbe (1
2

) ) RW
2
2. 场效应管差分放大电路
Ad gm Rd Ri Ro 2Rd
讨论一
若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？ uIc=？ uId=5mV ，uIc=7.5mV
例电路如图所示，晶体管的β=50 rbb' =100Ω。
3. 放大差模信号
差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号，即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2 uO 2uC1
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
差模信号作用时的动态分析
I BQ

I EQ 1
，U
CEQ
1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
Ad


1 2

(Rc ∥ RL ) Rb rbe
Ri 2(Rb rbe )，Ro Rc
1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
Ad


1 2


(Rc ∥ RL ) Rb rbe
Ac


Rb
（3）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？
2. 单端输入双端输出
共模输入电压 差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
uId uI uIc uI / 2
2. 单端输入双端输出
问题讨论：
（1）UOQ产生的原因？ （2）如何减小共模输出 电压？
静态时的值
uO

Ad
uI

为什么？
uId iB 2(Rb rbe)
uOd

iC
2(Rc
∥
RL 2
)
差模放大倍数
Ad
Ad
uOd
uId

(
Rc
∥
RL 2
Rb rbe
)
Ri 2(Rb rbe ) ，Ro 2Rc
4. 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR
共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。