4.差分放大电路

实验四差动放大器

一、实验目的

1、熟悉差动放大器的工作原理。

2、掌握差动放大器的基本测试方法。

二、实验原理

差分放大电路是采用两个对称的单管放大电路组成的如图3.4.1所示，它具有较大的抑制零点漂移的能力。当静态时，由于电路对称，两管的集电流相等，管压降也相等，所以总的输出变化电压△V0=0。当有信号输入时，因每个均压电阻R相等，所以在两个晶体管BG1和BG2的基极是加入两个大小相等方向相反的差模信号电压即：

放大器总输出电压的变化

因为

其中AV1，AV2为BG1，BG2组成单管放大器的放大倍数

所以

当电路完全对称时，AV1 = AV2

则

即

由此可见差分放大器的放大倍数与单管放大器相同。

实际上要求电路参数完全对称是不可能的，实际中我们采用了图3.4.1电路，图中的T3用来作短流源，使其集电极电流I C3基本上不随V CE3而变。其抑制零漂的作用原理，假设温度升高，静态电流I C1，I C2都增大。I C3增大，引起R e1上压降增大，但V B3是固定不变的，于是迫使V BE3下降，I B3随着下降，并抑制了I C3的增大，因为I C3 = I C1 + I C2，同样，I C2和I C1也受到抑制，这就达到了抑制零漂的目的。

为了表征差分放大器对共模信号的抑制能力，引入共模抑制比CMRR，其定义为放大器对差模信号的放大倍数Ad与其模信号的放大倍数Ac之比值。

三、实验仪器

1、通用示波器

2、低频信号发生器

3、晶体管毫伏表

4、万用电表

四、实验内容及步骤

实验电路如图3.4.1所示

图3.4.1 差分放大电路 1、测量静态工作点。

(1).调零

将输入端短路并接地，接通直流电源，

调节电位器1R p 使双端输出电压V o=0。

(2).测量静态工作点

图3.4.1差动放大原理图

测量各晶体管V 1、V 2、V 3各极对地电位填入表3.4.1中

表3.4.1差分放大电路静态工作点的测量

2、测量差模电压放大倍数。

在输入端加入直流电压信号V id ＝±0. 1V 按表3.4.2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意先调粗好DC 信号的OUT1和OUT2，使其分别为1K 1K 680Ω 5.1K 4.7K 2.4K

+0.1V 和0.1V 左右，再接入V i1和V i2，以防止信号过大，电路接通后，再准确测量，保证在输入端加入的直流电压信号V id ＝±0. 1V 。

3、测量共模电压放大倍数。

将输入端b1，b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。DC 信号分先后接OUT1和OUT2，分别测量并填入表3.4.2。由测理数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算出共模抑制比

表3.4.2差分放大电路差模电压放大倍数和共模电压放大倍数的测量

4、在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。

(1)在图3.4.1中b2接地，组成单端输入差动放大器。从b1端分别输入直流信号V i ＝+0. 1V ，V i ＝-0. 1V ，测量单端及双端输出电压，记录电压值于表3.4.3。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。

表3.4.3单端输入差分放大电路差模电压放大倍数的测量

（2).从b1端加入正弦交流信号Vi = 0. 05V ， f =1000H Z 分别测量、记录单端及双端输出电压，

填入于表3.4.3计算单端及双端的差模放大倍数。

(注意：输入交流信号时，用示波器监视V Cl 、V C2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使V Cl 、V C2都不失真为止)

双端输出电压放大倍数 单端输出电压放大倍数 A C1 A C2

五、实验报告

1、根据实测数据计算电路图3.4.1的静态工作点，A C、A d和K CMRR值并与预习计算结果相比较。

2、总结差放电路的性能和特点。

六、预习要求

1、计算图3.4.1的静态工作点(设r bc= 3K，β=100)及电压放大倍数。

2、在图3.4.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。