差动放大器
差动放大器工作原理
差动放大器工作原理
差动放大器是一种电子放大器电路，用来放大不同输入信号之间的差值。
它通过将输入信号分为两个相位相反的部分，然后进行放大，并且抑制共模信号，从而提高放大器的性能和抗干扰能力。
差动放大器的基本原理是利用两个输入信号与一个共同的对地参考点相连，形成一个闭合的回路。
这两个输入信号被分别送入差动放大器的两个输入端口。
当有差异信号输入时，即两个输入信号的幅度不相同或相位不同，差动放大器会放大这种差异，并输出一个放大后的差动信号。
差动放大器通常由一个差动对和一个输出级组成。
差动对通常由两个晶体管或场效应管构成，这两个管子会分别放大两个输入信号。
输出级则用来将输入信号的差动信号转换成单端信号，以便输出到其他电路中。
从工作原理上来看，差动放大器利用两个输入信号之间的差异来实现放大效果。
这种差异可以是输入信号的幅度差异或者相位差异。
在输入信号的共模信号上放大器会进行抑制，以便提高输出信号的纯净度。
通过合理选取差动放大器的工作参数和外围元件，可以调整差动放大器的放大倍数、频率响应和输入输出阻抗等性能。
差动放大器常用于信号处理、音频放大、通信系统以及精密测量等领域，其优点包括高增益、低噪声、抗干扰能力强等。
总之，差动放大器通过放大不同输入信号之间的差异，实现对差动信号的放大和抑制共模信号的功能，从而提高放大器的性能和抗干扰能力。
它是一种常用的电子放大器电路，用于各种信号处理和放大的应用中。
差模放大倍数计算公式
差模放大倍数计算公式
1.差动放大器：
差动放大器是一种基本的差模放大器电路，其差模放大倍数（即增益）可通过以下公式计算：
在普通差动放大器中，差模放大倍数一般是差模电流和差模电阻之积。
具体的公式如下：
其中，差模电流为输入差模电流，共模电阻为输入共模电阻，单端输
出电流为输出电流。
2.仪器放大器：
仪器放大器是一种高精度的差模放大器电路，其差模放大倍数计算公
式较为复杂。
其中，高路增益表示输入信号的高路放大倍数，低路增益表示输入信
号的低路放大倍数，负反馈系数表示负反馈电阻与开环电阻之比。
3.运算放大器：
运算放大器是一种常用的差模放大器电路，其差模放大倍数一般非常大，可以近似为无穷大。
因此，运算放大器的差模放大倍数计算公式可以
简化为以下形式：
需要注意的是，以上公式仅适用于理想情况下，实际电路中会存在各
种非理想因素的影响，如偏置电流、温度效应等。
因此，在实际应用中，
需要根据具体的电路特性进行修正或采用更精确的计算方法。
差动整流电路工作原理
差动整流电路工作原理
差动整流电路是一种常用的电子电路，它能够对输入信号进行整流，去除负半周的信号，只保留正半周的信号。
其工作原理如下：
1. 差动放大器：差动整流电路的核心是差动放大器，它由两个对称输入端和一个输出端组成。
差动放大器通过输入端的差分信号放大，并将放大后的信号输出。
2. 偏置电路：差动放大器的输入端需要接入一个偏置电路，用于提供一个稳定的电压参考值。
偏置电路通常由电阻、电容和电源组成，它会将输入信号的直流分量与交流分量分离，使得交流分量能被差动放大器放大。
3. 整流电路：在差动放大器的输出端，会接入一个整流电路，它通常由二极管和负载电阻组成。
差动放大器输出的信号经过整流电路后，只保留了正半周的信号，而负半周的信号被截断。
4. 滤波电路：经过整流后的信号仍然存在一些高频噪声和纹波，为了进一步净化信号，可以接入一个滤波电路。
滤波电路通常由电容和电阻组成，用于去除高频噪声和纹波，使得输出信号更加稳定。
差动整流电路通过上述的步骤，能够将输入信号进行整流，输出一个与输入信号正半周成正比的电压信号。
它在实际应用中广泛用于功率放大电路、直流电源和模拟计算电路等领域。
实验3.7 差动放大器
108实验3.7 差动放大器一、实验目的（1）理解差动放大器的工作原理，电路特点和抑制零漂的方法。
（2）掌握差动放大器的零点调整及静态工作点的测试方法。
（3）掌握差动放大器的差模放大倍数、共模放大倍数和共模抑制比的测量方法。
二、实验设备及材料函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、直流稳压电源、实验电路板。
三、实验原理差动放大器实验电路如图3.7.1所示，其中晶体管T 1、T 2称为差分对管，与电阻RC1、R C2及电位器R W 共同组成差动放大的基本电路。
其中R C1=R C2，R W 为调零电位器，若电路完全对称，静态时R W 应处为中点位置，若电路不对称，调节R W ，使U o 两端静态时的电位相等（U o = 0）。
晶体管T 3、D 1与电阻R e3和R 2组成恒流源电路，可以为差动放大器提供恒定电流I 0。
两个R 1为均衡电阻，给差动放大器提供对称的差模输入信号。
由于电路参数完全对称，当外界温度变化，或电源电压波动时，对电路的影响都是一样的，因此差动放大器能有效的抑制零点漂移。
1、差动放大器的输入输出方式，如图3.7.1所示电路。
根据输入信号和输出信号的不同方式有四种连接方式。
（1）双端输入—双端输出：输入信号U i 加在U i1、U i2两端：U i =U i1-U i2；输出U o 取自U o1、U o2两端：U o =U o1-U o2。
（2）双端输入—单端输出：输入信号U i 加在U i1、U i2两端：U i =U i1-U i2；输出U o图3.7.1 差动放大器实验电路109取自U o1或U o2到地的信号：U o =U o1或U o =U o2。
（3）单端输入—双端输出：输入信号加在U i1上，U i2接地（或U i1接地而信号加在U i2上）；输出U o 取自U o1、U o2两端：U o =U o1-U o2。
（4）单端输入—单端输出：输入信号加在U i1上，U i2接地（或U i1接地而信号加在U i2上）；输出U o 取自U o1或U o2到地的信号：U o =U o1或U o =U o2。
差动放大器输出电流计算公式_概述及解释说明
差动放大器输出电流计算公式概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将重点介绍差动放大器输出电流计算公式及其解释说明。
差动放大器是一种常用的电路结构，具有极高的增益和抗干扰能力，在现代电子技术领域得到广泛应用。
输出电流是差动放大器性能的关键指标之一，准确计算输出电流对于电路设计和优化至关重要。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先是引言，介绍论文的背景和目的。
接下来是差动放大器概述部分，包括差动放大器原理、应用领域和结构介绍。
然后我们将重点探讨差动放大器输出电流计算公式，介绍三种常用的计算方法。
在第四部分中，我们将分析输出电流计算公式的影响因素，如输入信号幅度、偏置电流和温度变化等。
最后，在结论部分总结主要观点和结果，并展望差动放大器输出电流计算公式的应用前景。
1.3 目的本文旨在提供一个清晰易懂的概述文章，帮助读者了解差动放大器输出电流计算公式及其相关概念。
通过阅读本文，读者将能够掌握三种常用的输出电流计算方法，并了解这些公式受到的影响因素。
同时，本文将为读者展示差动放大器输出电流计算公式的应用前景，为他们在实际工程中正确使用和优化差动放大器提供指导。
2. 差动放大器概述：2.1 差动放大器原理：差动放大器是一种特殊的电路，它利用两个输入信号的差异来放大信号。
其基本原理是将输入信号分别连接到差分放大器的两个输入端，并通过适当的电路配置来使其中一个输入与地相连，而另一个输入则与待放大信号相连。
这种布局使得差动放大器能够抵消共模噪声。
在有差异信号和共模噪声时，差分放大器会增加差异信号并减少共模噪声。
2.2 差动放大器应用领域：由于其出色的性能和广泛的应用领域，差动放大器在许多电子设备中被广泛使用。
其中包括音频处理、通讯系统、测量仪表、传感器接口等。
其独特的功能使得差动放大器适用于需要高增益和抑制干扰的应用。
2.3 差动放大器结构：一般情况下，差动放大器由两个晶体管或运算放大器组成。
每个晶体管或运算放大器均具有一个非反转输入端和一个反转输入端。
差动放大器与电流镜
• 3.2 小信号分析
（忽视衬偏效应）
措施一
利用 • 计算Gm
得到，
gm1Vin/2
gm1Vin/2
gm2Vin/2
• 计算Rout M1和M2用一种RXY=2rO1,2 替代，RXY从VX抽取旳电流 以单位增益(近似)，由M3镜 像到M4。则，
若2rO1,2>>(1/gm3)||rO3, • 总增益
• 共源共栅电流镜
– 共源共栅电流镜 拟定共源共栅电流源旳偏置电压Vb，采
用共源共栅电流镜构造。 目旳是确保VY=VX。 选择(W/L)3/(W/L)0= (W/L)2/(W/L)1, 则VGS0=VGS3, VX=VY。
– 共源共栅电流镜消耗了电压余度 忽视衬偏效应且假设全部晶体管都是相同旳，则P点 所允许旳最小电压值等于
忽视二级效应
Rs＝1/gm2
令Vin2 =0, 求Vin1对Y结点旳影响： 先利用戴维南定理处理M1管 和Vin1，VT= Vin1,RT=1/gm1； 则电路等效为共栅级形式
忽视二级效应
只施加Vin1时总旳电压增益为
整顿， 同理，能够得到只施加Vin2时总旳电压增益为 应用叠加法，得到
• 措施二 （半边电路） 辅助定理：考虑图中所示旳对称电路，其中D1和D2代
忽视二级效应，此时，共模增益为：
• 电路不对称且尾电流源旳输出电阻为有限值时，输入共模 电压变化对电路旳影响：
– 电路不对称情况1：RD1=RD，RD2=RD+ΔRD，当输入端 共模发生变化，VX、VY旳变化不相等，输出端产生了 一种差动成份。
• 电路不对称情况2：M1和M2不匹配，造成流经两个 晶体管旳电流稍微不同，因而跨导不同，
– 当Vin1-Vin2变得正旳多时，ID1↑，|ID3|↑， |ID4|↑，ID2 ↓，最终造成M4进入线性 区
差动放大电路的原理
差动放大电路的原理
差动放大器的原理是利用两个对称输入信号进行放大，输出信号为两个输入信号的差值。
差动放大电路一般由一个差动放大器和一个负反馈电路组成。
差动放大器由两个输入端，分别接收两个对称的输入信号。
这两个输入信号经过放大器的放大作用后，输出两个放大的信号。
差动放大器的输出取决于两个输入信号的差异大小。
负反馈电路将差动放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号放大器的输入端，实现对输出信号的修正。
通过不断修正差动放大器的输出，使得输入和输出之间的差异趋近于零，实现对输入信号的放大。
差动放大电路的原理可以简单概括为：通过抑制两个输入端之间的差异信号，只放大两个输入信号之间的差异部分，从而实现对差异信号的放大。
这样可以有效抑制共模干扰，提高信号的抗干扰能力，提高放大器的稳定性。
差动放大电路广泛应用于各种信号放大和处理电路中。
差动放大器
实验三 差动放大器一、实验目的1、加深对差动放大器性能及特点的理解。
2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法。
3、加深对差动放大器工作原理的理解。
二、实验原理图4－1是差动放大器的基本结构。
它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。
当开关K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。
调零电位器R P 用来调节T 1、T 2管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。
R E 为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图4－1 差动放大器实验电路当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。
它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。
1、静态工作点的估算典型电路EBEEE E R U U I -≈（认为U B1＝U B2≈0） E C2C1I 21I I ==恒流源电路E3BEEE CC 212E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈C3C1C1I 21I I == 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。
双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时，Pbe B CiO d β)R (121r R βR △U △U A +++-== 单端输出d i C1d1A 21△U △U A ==d i C2d2A 21△U △U A -==当输入共模信号时，若为单端输出，则有若为双端输出，在理想情况下0△U △U A iOC ==实际上由于元件不可能完全对称，因此A C 也不会绝对等于零。
3、 共模抑制比CMRR为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 cd A A CMRR =或()dB A A20Log CMRR c d =差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。
第三章差动放大器
平衡电阻： R2 = R1 // R f
Rf Auf 1 R1
特点： 1. 为深度电压串联负反馈， Auf = 1 + Rf /R1 2. uP = uN ，“虚短”仍成立，但 “虚地”不成立
特殊地：
当 R1 = ，Rf = 0 时， Auf = 1
跟随器
同相器
§3-4
集成运算放大器的应用电路
ui2 = 0
ui1 使：
uo1
Rf ui1 R1
ui1 = 0
（ ui2 使： u o 2 1
R R
f
f
）（
1
R2
R
3
R
） i2 u
3
则： 减法运算电路 平衡电阻： R1//Rf=R2//R3
u
o
u o1 u o2 (1
R R
)(
R R
2
3
1
R
) ui 2
3
单门限电压比较器可实现波形的变换
ui
单门限电压比较器
0 t
把正弦波变为矩形波 单门限电压比较器的特点： 电路结构简单、灵敏度高，但是抗干扰能力差
2、双门限电压比较器
输出电压uo经Rf和R1分压加到同相输入端，为 电路引入了正反馈 集成运放工作在非线性区。
当uo=+Uom时，门限电压用UP1表示
U
共模抑制比CMRR
开环差模电压放大倍数
Auo
开环差模电压放大倍数简称“开环增益”，开环 状态下，输出电压Uo与输入差模电压（Ui1-Ui2）之比， 即Auo=Uo/（Ui1-Ui2）。Auo越大，器件的性能越稳定， 其运算精度也就越高。
输入失调电压Uio
差动放大器的工作原理
差动放大器的工作原理
差动放大器是一种基本的放大电路，通过将两个输入信号取差值来实现放大功能。
差动放大器通常由两个输入端，一个共模输入端和一个输出端组成。
差动放大器的基本工作原理如下：
1. 输入信号：将两个输入信号分别连接到差动放大器的两个输入端，分别称为正相输入和负相输入。
这两个输入信号可以是不同的信号源，也可以是同一个信号的不同相位。
2. 差模和共模信号：差动放大器将输入的两个信号进行差分运算，产生的差分信号称为差模信号。
同时，差动放大器还将两个输入信号的平均值称为共模信号。
3. 差分放大：差动放大器通过差模信号进行放大，并将放大后的信号发送到输出端。
差动放大器的放大倍数由电路的设计决定，可以通过选择合适的电阻和晶体管来调整。
4. 共模抑制：差动放大器的一个重要特点是它能够抑制共模信号。
共模信号通常是来自于干扰源或者信号源的共同部分，如电源噪声或环境干扰。
差动放大器的电路设计能够选择性地放大差模信号，而对共模信号进行抑制，从而提高信号的质量和可靠性。
5. 输出信号：放大后的差模信号通过输出端口输出，可以连接到其他电路或设备进行进一步处理。
差动放大器的工作原理是基于差分放大和共模抑制的原理。
差动放大器将输入信号进行差分运算，并通过设定的放大倍数放大差模信号，同时抑制共模信号。
这个特性使得差动放大器在许多应用中非常有用，如抑制噪声、增强信号质量和差分传输等。
电子电路中的放大器有哪些常见类型
电子电路中的放大器有哪些常见类型在电子电路中，放大器是一种用于增加电压、电流或功率的设备。
放大器广泛应用于各种电子设备中，例如音频放大器、功放、射频放大器等。
本文将介绍电子电路中常见的放大器类型。
一、运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）运算放大器是一种差分输入的直流耦合放大器，具有极高的开环增益和输入阻抗，常用于模拟电路和某些数字电路中。
运算放大器的输出与输入之间存在线性关系，可以通过外部电路元件调整增益和频率响应。
它通常具有多个引脚，包括正输入端、负输入端和输出端。
二、晶体管放大器（Transistor Amplifier）晶体管放大器是一种使用晶体管作为放大元件的放大器。
它可以分为两种类型：BJT（双极性结型晶体管）放大器和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）放大器。
1. BJT放大器BJT放大器是基于双极结型晶体管的放大器，根据放大器的连接方式和电路配置不同，可以分为共射极放大器、共基极放大器和共集极放大器等。
共射极放大器是应用最为广泛的一种类型，具有较高的电压增益和较低的输入阻抗。
2. MOSFET放大器MOSFET放大器是基于金属氧化物半导体场效应晶体管的放大器，也可以根据电路连接方式分为共源极放大器、共栅极放大器和共漏极放大器等。
MOSFET放大器具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点，适用于高频率放大应用。
三、运算式放大器（Integrated Operational Amplifier）运算式放大器是一种集成的运算放大器，在单片集成电路中内建了多个运算放大器。
它的引脚布局和功能与独立运算放大器相似，但集成度更高，能够在小体积的芯片上实现多个放大器。
四、差动放大器（Differential Amplifier）差动放大器是一种特殊的放大器，具有两个输入端和一个输出端。
它能够放大两个输入信号之间的差异，常用于抑制共模干扰和增强信号传输质量。
差动放大器通常用于模拟信号处理和通信系统中。
差动放大器工作原理
差动放大器工作原理
差动放大器是一种电子放大器，其工作原理基于对输入信号进行差分放大。
差动放大器通常由两个晶体管组成，一个被称为"P"，另一个被称为"N"。
当有信号输入到差动放大器的"P"晶体管的基极时，该晶体管会放大信号并输出到一个加载电阻上。
当信号输入到差动放大器的"N"晶体管的基极时，该晶体管也会放大信号并输出到相同的加载电阻上。
差动放大器的输出信号是两个晶体管的输出信号之间的差值，称为差分电压。
这个差分电压是信号输入和两个晶体管之间的共模信号的差异，即输入信号与两个晶体管输出信号的平均值之间的差异。
由于差动放大器通过差分放大的方式工作，它可以抑制输入信号中的共模噪声。
共模噪声是同时出现在两个信号引脚上的噪声，如果它们都被放大并输出，会对系统的性能造成影响。
通过差模信号在两个晶体管之间的差异，差动放大器可以有效地抑制共模噪声，并提高信号的纯度和质量。
此外，差动放大器还可以通过匹配输出电阻和输出缓冲阶段来提高放大器的功率和驱动能力。
综上所述，差动放大器通过差分放大的方式工作，可以抑制共模噪声，提高信号质量和性能。
它在许多应用领域，如音频放大器、仪器放大器和通信系统中得到广泛应用。
差动放大器
+u i1 +
T2 Rb ui2 -
i Re
_V
Re
EE
RL β ( Rc // ) 2 Au d = − Rb + rbe
Rid = 2( Rb + rbe )
Auc = 0
Ro = 2 Rc
五. 带恒流源的差动放大电路
加大R 加大 e，可以提高共模抑 制比。为此可用恒流源T 制比。为此可用恒流源 3来 代替R 代替 e 。 恒流源的作用
两个输入、 两个输入、两个输出
+ uo – T1 T2
RC RB2 RB1 + ui2 –
两个电路的参 数完全对称， 两个管子的温 度特性也完全 对称。
2. 差分放大电路工作原理 Ucc
Rb2
Rc1 Rb1
U0
Rc2
c1 + _ c2
两个电路的参 数完全对称， 两个管子的温 度特性也完全 对称。
Ui1
Uod＝Uc1－Uc2 以增加电路复杂为代价， ＝ 2 Uc1（或 U 以增加电路复杂为代价，换取性能良好-2 c2） 电路对称，中间某一点电位为零，该点在 Uid＝2Uid1 R ／2处
L
=U A U
ud
od id
= 2U 2U
c1 id1
=U U
c1 id1
=
A
u1
≈−
β R′L
r
be
差模输入电阻： 差模输入电阻： Rid = 2(Rb + rbe )
_V
EE
原因: 原因:
直接耦合使得各级Q点互相影响，如前级 点发生变化 点发生变化， 直接耦合使得各级 点互相影响，如前级Q点发生变化， 点互相影响 则会影响到后面各级的Q点 由于各级放大作用， 则会影响到后面各级的 点。由于各级放大作用，第一级微 弱变化将经多级放大器的放大，使输出端产生很大的变化。 弱变化将经多级放大器的放大，使输出端产生很大的变化。 阻容耦合中，由于电容的隔通交作用，零漂不是 不是主要问 阻容耦合中，由于电容的隔通交作用，零漂不是主要问 题
差动放大器实验报告
差动放大器实验报告实验报告：差动放大器的原理与应用一、实验目的1.了解差动放大器的基本原理；2.学习差动放大器的性能参数评价与测量方法；3.熟悉差动放大器的应用。
二、实验原理1.差动放大器的基本电路为共射器差动放大电路。
它由两个相同的共射放大器和一个共同的负载电阻组成。
两个BJT管分别驱动同一负载电阻，其发射极相互连接。
通过负载电阻可以得到差模和共模信号。
其中，差模信号为两个输入信号之差，而共模信号为两个输入信号之和。
2.差动放大器的性能参数主要包括共模抑制比、增益、输入电阻和输出电阻。
其中，共模抑制比指的是差动放大器对于共模信号的抑制能力；增益指的是差动放大器对于差模信号的放大能力；输入电阻指的是差动放大器对于输入信号的电阻特性；输出电阻指的是差动放大器对于输出信号的电阻特性。
三、实验步骤1.接线：按照电路图将差动放大器电路搭建起来。
2.测量差动放大器的直流工作点：使用万用表测量差动放大器电路的直流电压，包括两个BJT管的发射极电压、基极电压和集电极电压。
3.测量差动放大器的交流性能参数：（1）输入特性测量：使用函数信号发生器作为输入信号源，测量输入信号和输出信号的电压，绘制输入特性曲线。
（2）共模抑制比测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加共模信号和差模信号，测量输出信号的电压，计算共模抑制比。
（3）增益测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加差模信号，测量输出信号的电压，计算增益。
（4）输入、输出电阻的测量：使用函数信号发生器施加信号，通过分析输入、输出端口的电流和电压变化，测量输入、输出电阻。
四、实验结果与分析1.直流工作点测量结果如下表所示：左端BJT管，发射极电压，基极电压，集电极电压:----------:，:----------:，:--------:，:--------:Q1，1.23V，0.72V，6.68VQ2，1.30V，0.75V，6.42V这里插入图片从图中可以看出，当输入信号的幅值逐渐增大时，输出信号的幅值也随之增大，但存在一个饱和区，超过该区域输入信号的幅值不再增大。
差动放大器原理
差动放大器原理差动放大器原理是电路设计中非常重要的一部分，它有广泛应用于许多领域，包括通信、自动控制、音频放大器等。
差动放大器是一种具有两个输入端口和一个输出端口的放大器，它可以将两个不同电压的信号进行放大，同时去除它们的共模信号，从而得到一个纯净的差分信号。
在差动放大器中，信号输入到两个输入端口，其中一个端口是正极性的，另一个是负极性的，这两个输入信号之间的差异就是差分信号。
差分信号经过放大器的放大后，输出到输出端口。
差动放大器可以放大差分信号，并抑制共模信号，这使得差动放大器成为一种高度抗干扰的电路设计。
差动放大器的抗干扰能力非常强，这是因为它可以消除两个输入信号的共模信号。
共模信号是指两个输入信号中的相同部分，例如，当两个信号都受到相同的干扰时，它们就会产生共模信号。
如果共模信号不被抑制，它会被放大器误认为是差分信号，从而引入噪声和干扰。
在差动放大器中，放大器输入端的阻抗是非常高的，这使得它能够接受来自不同信号源的信号，并将它们放大到相同的电平。
此外，差动放大器还具有非常高的增益，这使得它可以放大非常小的差分信号，从而提高系统的灵敏度。
当我们需要设计一个差动放大器时，需要考虑许多因素。
首先，我们需要选择适当的放大器类型，例如，我们可以选择普通的晶体管差动放大器或者是运算放大器差动放大器。
其次，我们需要选择适当的电阻和电容数值，以及正确的电源电压和放大器增益。
最后，我们需要考虑差动放大器的抗干扰能力和信号完整性。
差动放大器是电路设计中非常重要的一部分，它可以抑制共模信号，提高系统的灵敏度和抗干扰能力，从而使电路更加稳定和可靠。
在实践中，我们需要注意差动放大器的设计和调试，以确保它能够满足系统的要求。
差动放大器实验报告
东莞理工学院实验报告系（院）、专业班级：电气自动化（2）班姓名：吴捷学号：0202日期：成绩：
课程名称模拟电子技术（本）
实验室
名称
模拟电路实验室
实验
名称
差动放大器
同组同学刘桀铭
指导
老师
1.实验目的
1、加深对差动放大器性能及特点的理解
2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法
2.实验设备
3.实验原理
图5－1是差动放大器的基本结构。
它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。
当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。
调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。
RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图5－1 差动放大器实验电路。
第4章 差动放大器
Vb
M3
R1
R2
A
B
M1
M2
IS
Vo2 Vi2
分两种情况分析：1）共模信号输入；2) 差分信号输入
14
4.2 基本的差分对
共模信号的有效输入范围
问题：为了保证电路正常工作，VIC能为任意的输入电 压吗，输入的有效范围多大呢？
假设共模电平VIC=0V的电压,会怎么样 为了保证电路正常工作， 确定VIC的有效输入电压范围 的原则：保证M1、M2、M3工作的饱和区。
考察图(b)，所有晶体管均处于饱和区，选 择合适的器件尺寸，使VGS2=VGS4，若选择
M3~M4消耗的电压余度最小(M3与M4过驱动 电压之和)，且可以精确复制IREF（VDS3=VDS1）。
2020/3/17
共源共栅电流镜
4 4
三种电流镜的比较
图1 基本电流镜
输出摆幅大， 复制精度不高
图2 共源共栅电流镜
整理，
同理，可以得到只施加Vin2时总的电压增益为
应用叠加法，得到
2020/3/17
基本差动对
24 24
▪ 方法二
（半边电路）
辅助定理：考虑图中所示的对称电路，其中D1和D2 代表任何三端有源器件。假设Vin1从V0变化到V0+ ΔVin， Vin2从V0变化到V0-ΔVin，那么，如果电路 仍保持线性，则Vp值保持不变。假定λ＝0。
由此可以发现，输入共模电平Vic越高，其输出压摆 则越小，所以为了增大单端输出压摆，应选择相对 小的Vic。
17
❖差模特性
（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
差动放大器及其原理图
差动放大器，差动放大器电路图及工作原理2011年05月26日15:55:17差动放大器，差动放大器电路图及工作原理差动放大器相关资料：差动放大器的特点是静态工作点稳定，对共模信号有很强的抑制能力，它唯独对输入信号的差（差模信号）做出响应，这些特点在电子设备中应用很广。
集成运算放大器几乎都采用差动放大器作为输入级。
这种对称的电压放大器有两个输入端和两个输出端，电路使用正、负对称的电源。
根据电路的结构可分为：双端输入双端输出，双端输入单端输出，单端输入双端输出及单端输入单端输出四种接法。
凡双端输出，差模电压增益与单管共发放大器相同；而单端输出时，差模电压增益为双端输出的一半，另外，若电路参数完全对称，则双端输出时的共模放大倍数=0，其实测的共模抑制比将是一个较大的数值，愈大，说明电路放大的是电压，不能放大电流。
放大多少倍都可以，可以用多级放大。
不过单级最好不要超过100，否则容易引起信号失真。
抑制共模信号的能力愈强。
差动放大器电路图及工作原理基本差动放大电路：下图为差动放大器的两种典型电路。
其中左图为射极偏置，右图为电流源偏置差动放大电路图（a）射极偏置差放（b）电流源偏置差放差动放大电路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。
上面两个差动放大器电路均为双端输入双端输出方式。
差动放大电路的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。
当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号vI1、vI2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。
此时，外输入信号称为差模输入信号，以vId表示，且有：当外信号加到两输入端子与地之间，使vI1、vI2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以vIC表示，且：当输入信号使vI1、vI2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号vId和共模信号vIc 两部分组成，其中根据上述，可得到下图的统一的简化差动放大电路。
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R1 C1
Vin Iin
C2 Vout
R2
RE
RL
摘要
共集極放大器
功率增益是輸入阻抗的功率除以在負載的功率消耗的比 值。功率增益的大小約等於電流增益
你可寫出增益的比值約
等於電阻的比:
VL2
Ap
PL Pin
Vin2
RL
Av2
Rin(tot ) RL
Rin(tot )
1
Rin(tot ) RL
電子學
第八版
Floyd
第六章
摘要
交流數值
V
斜體的下標字表示交流數
值，除非有特別註明交流
rms
數值都是有效值。
avg
VCE
如圖所示在集極一射極的
電壓波形顯示的具體例子
注意直流成分是VCE 和交
流成分是 Vce。
0 0
Vce Vce vce
在用交流觀點分析時電阻也用小寫表示。
Vce Vce
t
摘要
線性放大器
一個線性放大器產生的是類似輸入信號的輸出信號。
Vb
VBQ
R1
+VCC
Ic ICQ RC
Rs Vs
C1
Ib
IBQ
R2
Vce
C2
VCEQ
RE
RL
對放大器的波形顯示，注意到輸入和輸出波形是反 相，但有相同的形狀。
摘要
交流負載線
線性放大器可以使用交流
負載線來做圖解說明。
IC
Ib IBQ
交流負載線和直負載
Ic
15.4
W
VCC
+15 V
C1
1.0 mF
R1
68 kW
R2
27 kW
RC
3.9 kW
C3
10 mF
RE
2.2 kW
C2
100 mF
RL
3.9 kW
摘要
共射極放大器
試注求意此集放極大的器交的流增電益阻是是多RC少||RL。
？
VCC
+15 V
127
如果負載效應被考慮，電路 增益將稍微降低。
C1
1.0 mF
線不同，因為負載電
ICQ
Q
阻與集極電阻間的電
容器在直流時是開路
，而在交流時是短路
0 Vce
VCE
，因此負載電阻與集
VCEQ
極電阻是並聯。
摘要
電晶體交流模型
電晶體 (BJT) 在詳細分析時使用五個電阻參數 (r-參數 )。在大部分的分析，使用簡化的r-參數就可以得到很 好的結果。
電晶體的模型顯示被簡化 的r-參數。
1.0 mF
R1
68 kW
RC
3.9 kW
C3
10 mF
R2
27 kW
RE1
33 WRE2Fra bibliotek2.2 kWRL
3.9 kW
C2
100 mF
摘要
共射極放大器 Multisim是檢查你的計算的一種好方法。在示波器 上顯示的射極部分旁路的CE放大器是一個輸入信號 10 mVpp，輸出電壓是378 mVpp。
輸入 輸出
摘要
共射極放大器
除了增加增益的穩定度，部分射極旁路還有增加輸入電
阻的優勢，在這個放大器 Rin(tot)是
Rin(tot) = R1||R2||bac(re' +
VCC
RE1)
+15 V
假如βac=200，這個放大器 的 Rin(tot) 是多少？ Rin(tot) = R1||R2||bac(re' + RE1)
R1
RC
C1
Vin
Q1
Q2 C2 Vout R2
RE
RL
CE 放大器
達靈頓 CC 放大器
負載
摘要
Sziklai對
其他的高b 對電晶體有Sziklai 對(有時候稱為互補式達靈頓 對)pnp電晶體和 npn電晶體的連接如圖所示 。這個結構的 好處是在基極與射極間只有一個二極體的順向電壓。
RE
C2
摘要
共射極放大器
在剛性分壓器偏壓電路，試求這個CE放大器的 re‘？
VB
68
27 kW kW 27
kW
15
V
=
4.26
V
VE = 4.26 V – 0.7 V = 3.56 V
IE
VE RE
3.56 V 2.2 kW
1.62
mA
re'
25 mV IE
25 mV 1.62 mA
= 39 kW||220 kW||200(2 W + 50V0in C1
W2) 4.9 kW
=RL
Ap
=
1.0 kW
Rin(tot) RL
24.9 kW 1.0 kW
24.9
0.22 mF
R1 39 kW
R2 220 kW
C2
Vout
RE 3.3 mF 1.0 kW
RL 1.0 kW
摘要
共集極放大器
一個重要的 r-參數是 re‘， B 它是表示在基極與射極間
的一個小的交流電阻 。
re'
25 mV IE
C
C
βacIb re′
B Ib
βacIb re′
E
E
摘要
共射極放大器
在共射極放大器輸入信號是送到基極，反相輸出取自集
極。射極是交流信號的共用 點。
VCC
R1
RC
C3
Vout
C1
Vin RL
R2
= 68 kW||27 kW||200(15.4 W + 3=36W.45) kW
C1
1.0 mF
R1
68 kW
RC
3.9 kW
C3
10 mF
R2
27 kW
RE1
33 W
RE2
2.2 kW
RL
3.9 kW
C2
100 mF
摘要
共集極放大器
共集極放大器(射極隨耦器)的電壓增益是接近1，但有 高的輸入電阻和電流增益。信號由基極輸入，射極輸出 。
先前的例子輸入分壓器並不是“絕對可靠”，但是對功
率增益總是好的，一個“絕對可靠”的剛性分壓器偏壓
並不一定都是最好的設計，你能認得出在這裡說明的問
題Ri嗎n(to?t) = R1||R2||bac(re' + RE||RL)
VCC +10 V
= 10 kW||10 kW||200(25 W + 3.0
kW4).96 kW
R=L = 10 kW
Ap
Rin(tot ) RL
4.96 kW 10 kW
0.496!
問題是功率增益小於1!
Vin C1
R1 10 kW
R2 10 kW
b = 200 C2
RE 4.3 kW
Vout
RL 10 kW
摘要
達靈頓對
一個達靈頓對，如圖所示是由兩個電晶體連接，兩個電 晶體作成一個有超級β的電晶體。達靈頓電晶體有提供兩 個電晶體在單一個包裝的型式。注意達靈頓電晶體在基 極與射極間有兩個二V極CC 體的順向電壓。VCC
R1
68 kW
R2
27 kW
RC
3.9 kW
C3
10 mF
RE
2.2 kW
C2
100 mF
RL
3.9 kW
摘要
共射極放大器
在CE放大器增加部分射極旁路電阻，可以增加增益 穩定，但增益將因此變低。
VCC
+15 V
若增加部分射極旁路電阻 ，則電路增益是多少? (忽 略re‘的微小變化效應。)
40.2
C1
Rin(tot ) RL
下一張投影片是一個例 題…
Vin C1
VCC
R1
C2
Vout
R2
RE
RL
摘要
共集極放大器
假設 Av = 1 和 bac = 200， re‘ = 2 W，使用電阻比值計算 CC放大器在有負載時的功率增益。
VCC +15 V
Rin(tot) = R1||R2||bac(re' + RE||RL)