直接耦合放大电路

② 采用双电源供电——EC ＝-EE。 ui1 ③T1、T2的发射极同时接长尾电阻 2IE Rem，其作用是引入共模负反馈， 但对差模信号没有负反馈作用。 抑制共模信号， （2给电路加上正 ）抑制零点漂移的原理
的共模信号
rbe1 rbe 2 rbe
IB
RC uO1
Rb
IC IC
T1 T2
RC uO2
零输入 零输出
零点 漂移
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特性相同
信号特点？能 否放大？
继续
长尾式差分放大电路的组成特点
典型 电路
信号特点？
概念
一、差动放大电路的相关概念 1、 “差动放大”的含义是什么？ 差动放大电路也叫差分放大电路，简称差放。 ui1 1 uO1
继续
1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
uod iC ( Rc // RL ); uId 2iB ( Rb + rbe )
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 Rb + rbe
Ri 2( Rb + rbe )，Ro Rc
继续
1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
单 入 双 出
RC Rb
uid
+ uO IEE rO
-EE
四种接法
1. 双端输入单端输出：Q点分析
输入回路没有变化，所以 RL VCC I CQ ( Rc ∥ RL ) IEQ、IBQ、ICQ与双端输 U CQ1 Rc + RL 出时一样，但是UCEQ1≠ U CQ2 VCC I CQ Rc UCEQ2
uOc 共 模 放 大 倍 数Ac ，参数理想对称时 Ac 0 uIc
对于每一边电路，Re=?
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
3.3 直接耦合放大电路
①什么叫零点漂移？ ——输入电压为零时，输出电压偏离其 初始值上下漂动的现象。
(p154)
ui
uO
t
t
②产生零点漂移的主要原因 温度变化——最主要；电源电压波动和元器件参数的变化。 放大器件的参数（β、ICEO等）因受温度影响而发生波动，使其 Q点不稳定，而直耦方式使工作点的变化得以逐级传递和放大。
ui1
差放
1 uiC 2 (ui1 + ui 2 ); uid ui1 ui 2 ——差模输入信号.
例如： ui1=5mV；ui2=-3mV
uid ui 1 ui 2 ;
1 + ui1 uiC 2 uid ; ui2 uiC 1 2 uid ;
uid ui1 ui 2 8mV 1 uiC 2 (ui1 + ui 2 ) 1mV
如果输入信号仅有差模成分时，uO 当输入信号为任模信号时，将之分解为共模分量和差模分量的
uO Aud uid + AuC uiC
组合，然后代入
uO Aud uid + AuC uiC 中进行计算。
例如：已知某差放的 Aud 100, AuC 0.1, ui 1 5 sint (mV ), ui 2 3 sint (mV )，写出输出电压uo的表达式。 1 uid ui1 ui 2 8 sint (mV ); uic ( ui 1 + ui 2 ) sint ( mV ) 2 uO Aud uid + AuC uiC 100 8 sint + (0.1) sint (800+ 0.1) sint (mV )
2、恒流源式差动放大电路 （1）电路结构 （2）静态分析 由于电路对称，
RC IB
RL IC IE
RC IB IE
EC
1 1 R b I E I EE ; I I I ; C E EE u 2 i1 2 IEE I I /(1 + );
B E
rO
Rb ui2
U E 0 I B RB U BE U BE
Rb
IB
IE IE
Rem ui2
-EE
假设加上 抑共模，含零漂；放大差模，质量好 差模信号 B1 B2 E1 E2
两管的零点漂移相同，等同于在两个输入端加了共模信号， 共模负反馈 由于Rem具有共模负反馈作用，因而使零点漂移受到抑制。 i B1 , i B 2 无负反馈作用 Rem愈大，电路对称性越好，抑制零漂移的效果愈好；
求电路的静态工作点由恒流源入手。
-EE
UCE EC IC RC U E EC IC RC + U BE
差动放大器的动态分析
为什么？
差模放大倍数
uOd Ad uId
RL ) 2
Ad
( Rc ∥
Rb + rbe
Ri 2( Rb + rbe )，Ro 2 Rc
K CMR Rb + rbe + 2(1 + ) Re Rb + rbe
Ri 2( Rb + rbe )，Ro Rc
（1）什么情况下Ad为“＋”？
（2）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？
2
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
( Rc ∥ RL ) 单端输出： Ad RL 2( Rb + rbe ) ( Rc ∥ ) 2 双端输出： Ad ( Rc ∥ RL ) Rb + rbe Ac Rb + rbe + 2(1 + ) Re Ac 0 Rb + rbe + 2(1 + ) Re K CMR K CMR 2( Rb + rbe ) Ro 2 Rc Ro Rc
uId iB 2( Rb + rbe )
uOd RL iC 2( Rc ∥ ) 2
继续
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。
K CMR
Ad Ac
在 参 数 理 想 对 称 的 情下 况 ，K CMR 。
ui1 uiC + 1 2 uid 1mV + 4mV
ui2 uiC 1 2 uid 1mV 4mV
二、 基本差动放大电路 1、长尾式差动放大电路 （1）电路结构 ① T1、T2差分对管组成对称电路。
EC
1 2 ;
RC 1 RC 2 RC ; Rb1 Rb 2 Rb ;
IB
RC uO1
Rb ui1
IC IC
T1 T2
RC uO2
Rb
IB
IE IE 2IE
Rem ui2
UC EC IC RC ; U E 0 I B RB U BE U BE ;
-EE
UCE EC IC RC U E EC IC RC + U BE
Rem愈大，电路对称性越好，抑制零漂移的效果愈好； Rem Rem上的直流压降EE；同时大电阻在集成电路 中亦不易实现， 因此实际中常用恒流源代替Rem。 偏置采用恒流源，差放性能更理想
近似为 恒流
I 2 I B3，I E 3
R2 VEE U BEQ R1 + R2 R3
又如
加调零电位器RW
(p166)
若RW滑动端在中点， 写出Ad、Ri的表达式。
仍然画出其微变等效电路
Ad
Rc
RW Rb + rbe + (1 + ) 2
Ri 2( Rb + rbe ) + (1 + ) RW
差放
“差动放大”——有差别才放大。
即差放只是放大两个输入信号之差。
ui2 2
uO2
2、 差动放大电路的主要特点是什么？ 差放的结构特点：平衡（对称） 差放的性能特点：可以有效地抑制零点漂移。
3、差模信号、共模信号和任模信号 共模信号：ui1=ui2=uiC （大小相等极性相同） ui2 差模信号：ui 1 ui 2 （大小相等而极性相反） 任模信号：ui1 、ui2 既非共模信号亦非差模信号。 4、任模信号的分解 任模信号可以分解为共模分量与差模分量的组合。
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 Rb + rbe
( Rc ∥ RL ) Ac Rb + rbe + 2(1 + ) Re
K CMR Rb + rbe + 2(1 + ) Re Rb + rbe
继续
1. 双端输入单端输出：问题讨论
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 Rb + rbe
（3）静态分析 因电路对称，只需讨论单管。
EC
E E U BE IB ; I C I B ; Rb + 2(1 + ) Rem
I B1 I B 2 I B ; I C 1 I C 2 I C ; I E1 I E 2 I E ; I B Rb + U BE + 2I E Rem EE
继续
2. 单端输入双端输出 单入、双出电路与双入、双 出电路的Q点及动态参数分 析完全相同
静态时的值
uI uO Ad uI + Ac + U OQ 2
源自文库差模输出
共模输出
3. 最后，对单入、单出电路，其静、动态分析与
双入单出同；对输入信号的分析与单入双出同。
比较
3. 四种接法的比较 (电路理想对称) 输入方式： Ri均为2(Rb+rbe)；双入无共模，单入有共模 输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关
继续
根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法 RC Rb RC + uO Rb
EC 双 入 双 出
RC Rb
+
-
uid
IEE RC Rb rO -EE
EC
+
-
uid
+ uO IEE rO
RC 双 Rb 入
单 出
EC
-EE RC Rb
EC 单 入 单 出
RC + uO Rb
uid
IEE rO -EE
四、改进型差分放大电路
(具有恒流源的差放)
为什么要采用电流源？
(p165)
Re 越大，共模负反馈越强，Ac越小，KCMR越 大，差放性能越好 为使静态电流不变，Re 越大，导致VEE越大 Re太大不合理 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！
继续
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
i B1 , i B 2 i E 1 , i E 2
uE
uBE 1、uBE 2
i , i i , i
uE 不变
差放电路质量好，结构对称是关键
uI1 uI2 uIc
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 + uC1 ) (uCQ2 + uC2 ) 0
看p167 例3.3.1
零点漂移也叫温漂
③零点漂移对放大电路的影响 漂移信号混在有用信号中，对输出信号形成干扰，严重时 会使放大电路的工作点进入非线性区而产生失真，甚至将 有用信号湮没。级数越多，增益越高，零漂愈严重， 第一级的零漂影响最严重。
采用差分（差动）式放大电路：利用 特性相同的管子，使其温漂相互抵消
§ 3.3.2 差动放大电路
说明： ①差放的动态指标与输入方式无关； ②差放的增益、输出电阻以及共模抑制比与输出方式有关。 ③双端输出可以更加有效地抑制零点漂移。
小结
关于差动放大电路动态分析的小结
不管差放的输入方式和输入信号的类型是什 么，差放的输出电压都可以用下式来计算：
ui1
1
uO1
差放
ui2 2
uO2
Aud uid 如果输入信号仅有共模成分时，uO AuC uiC