模电实验课件差动放大电路优秀课件
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第13讲--差动放大电路课件
+ T1 RC1 uBE1
－ iE1
RS2 －
+ uod －
+
+
uo1
uo2
－
－
RE iE
iC2
iB2 T2
RC2
+
uBE2 －
iE2
❖ 由三极管e极电流与e极电压指数关系，电流方程：
iC1
iE1＝I ES
exp( u BE1 UT
)
iE iE1 iE2 iC1 iC2
iC 2
iE2＝I ES
2024/10/10
电子电路基础
第十三讲 差动放大电路 （1）
1
主要内容
7.1 基本电路及特征分析 7.2 双端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.3 单端输入、双端输出差动放大电路旳特征 7.4 单端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.5 有源偏置差动放大电路
2
零点漂移
❖ 放大电路无输入时，还有缓慢变化旳电压 输出旳现象为零点漂移
(2)先求rbe,再用前述公式
rbe
rbb
UT ICQ
134 100 26 1.1
2.5(k)
ASD
RC1 //( RL / 2)
RS1 rbe1
100 5 // 5 71
1 2.5
VCC
iC1
iC2
RC1
RL
RC2
Ri 2(RS1 rbe1)
2 (1 2.5) 7(k)
❖ 增大发射极电阻RE旳阻值，线性范围增大
uo1, uo2
uo2
uodm
uo1
RE 小
RE 大
uid
0
电压传输特性
模拟电子技术模电之差分放大电路电流源课件
22多级放大电路的动态分析33差分放大电路34互补输出级35直接耦合多级放大电路读图33差分放大电路34互补输出级35直接耦合多级放大电路读图31多级放大电路的耦合方式一直接耦合二阻容耦合三变压器耦合合二阻容耦合三变压器耦合一直接耦合既是第一级的集电极电阻又是第二级的基极电阻既是第一级的集电极电阻又是第二级的基极电阻能够放大变化缓慢的信号便于集成化能够放大变化缓慢的信号便于集成化q点相互影响存在零点漂移现象
有零点漂移吗？
Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频 特性差，不能集成化。
三、变压器耦合
可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路
理想变压器情 况下，负载上获 得的功率等于原 边消耗的功率。
从变压器原 边看到的等 效电阻
P1
P2， I
2 c
RL'
I
2 l
RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
1. 电路组成及工作原理
动态 仅输入差模信号，vi1 和 vi2大小相等，相位相反。 vO1 和 vO2大小相等， 相位相反。 vo vO1 vO2 0 ，
信号被放大。
1. 电路组成及工作原理
动态 仅输入共模信号， vo vO1 vO2 0 ，
同时输入差模和共模，仅差模信号被放大。
VCC VBE (VEE ) VCC VEE
R
R
Ic2是基准电流的镜像
代表符号
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
动态电阻（小信号）
ro
( iC2 )1 vCE2
IB2
rce
一般ro在几百千欧以上 ，
有零点漂移吗？
Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频 特性差，不能集成化。
三、变压器耦合
可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路
理想变压器情 况下，负载上获 得的功率等于原 边消耗的功率。
从变压器原 边看到的等 效电阻
P1
P2， I
2 c
RL'
I
2 l
RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
1. 电路组成及工作原理
动态 仅输入差模信号，vi1 和 vi2大小相等，相位相反。 vO1 和 vO2大小相等， 相位相反。 vo vO1 vO2 0 ，
信号被放大。
1. 电路组成及工作原理
动态 仅输入共模信号， vo vO1 vO2 0 ，
同时输入差模和共模，仅差模信号被放大。
VCC VBE (VEE ) VCC VEE
R
R
Ic2是基准电流的镜像
代表符号
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
动态电阻（小信号）
ro
( iC2 )1 vCE2
IB2
rce
一般ro在几百千欧以上 ，
差动放大电路 ppt课件
24
2. 静态分析
直流通路
RC
IC1 IC2
uo
RC
RB
T1
T2
ui1
IB
IE
RE
+UCC
RB
IB
ui2
IBR B U E 2(E 1 U B)E R E2 U E R E E IC1=
–UEE
IC2=
IC=
IBU EE 2REUCE= UCC+ UEE - IC(RC + 2RE )
25
2
,
输 出 至
下
一
T3
双端输出
级
T4 双端输入
RE2
R3
R2
-UEE 接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。50
补充：电流源
51
52
53
54
集成电路运算放大器中的电流源
电流源概述
一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。 它具有很高的输出电阻。
1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有 恒流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 2、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
u o
R C
IE具有恒 流特性
T1
T2
u
i1
IE
RE
用恒流源代
u i2
替RE ，可使
电路进一步
-UEE （-15V）
改善
（2） RE对共模信号有抑制作用（原理同上，即由 于RE的负反馈作用，使IE基本不变） （3） RE对差模信号相当于短路
ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IE不变
2. 静态分析
直流通路
RC
IC1 IC2
uo
RC
RB
T1
T2
ui1
IB
IE
RE
+UCC
RB
IB
ui2
IBR B U E 2(E 1 U B)E R E2 U E R E E IC1=
–UEE
IC2=
IC=
IBU EE 2REUCE= UCC+ UEE - IC(RC + 2RE )
25
2
,
输 出 至
下
一
T3
双端输出
级
T4 双端输入
RE2
R3
R2
-UEE 接法类型：单端输入，双端输入。单端输出，双端输出。50
补充：电流源
51
52
53
54
集成电路运算放大器中的电流源
电流源概述
一、电流源电路的特点：这是输出电流恒定的电路。 它具有很高的输出电阻。
1、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有 恒流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 2、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有：
u o
R C
IE具有恒 流特性
T1
T2
u
i1
IE
RE
用恒流源代
u i2
替RE ，可使
电路进一步
-UEE （-15V）
改善
（2） RE对共模信号有抑制作用（原理同上，即由 于RE的负反馈作用，使IE基本不变） （3） RE对差模信号相当于短路
ui1 =- ui2 ，设ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IE不变
清华模电课件第7讲差动放大电路.ppt
二、双人双出长尾式差放
1、差模信号与差模输入
差模信号是指大小相等，极性相反的两个信号。将差 模信号加入到两个输入端的方式称差模输入。必须明确， 差模信号是有用信号，是放大的对象。
U Id U Id 1 2 U U Id 2 Id 2
差模输入电压用U
Id
表示
U U U I d I d 1 I d 2
(2)电路参数也要对称， 即 R R R C 1 C 2 C
R R R S 1 S 2 S 。
2、分类
长尾式差放 恒流源式差放 双入双出 双入单出 单入双出 单入单出
3、接法
4、输入信号类型 ①差模信号（有用）Ud 大小相等，极性相反 ②共模信号（无用）Uc 大小相等，极性相同 5、功能 放大差模信号的同时，抑制共模信号
1、典型差动放大电路形式
差动放大电路 (简称差放)是模拟 集成电路中常用的 基本单元电路。具 有优良的差模性能 及抑制零点漂移的 作用。
理想差放的条件：
(1)要求 即 因此
V 1 、V
r r r ，1 2 b e 1 b e 2 b e
2
两管的特性完全对称，
V 1 、V 2 称差动对管。
所以，RL开路。
, I , I , I , U , U Q点严格的说是6个量 I BQ 1 BQ 2 CQ 1 CQ 2 CQ 1 CQ 2
从长尾入手
令
U U 0 B Q 1 B Q 2
U U 0 . 7 V E B E Q
U 0 . 7 ( V ) V E E B E Q E E I E Q R R e e 1 ICQ I IEQ 1 C Q 1 2 ICQ1 IBQ1 IBQ1
U U U 0 o C o C 1 o C 2
模电实验5差动放大电路
实验报告实验名称：差动放大电路课程名称：电子技术实验（模拟）一、实验目的1.进一步掌握小信号传递函数分析放大求解放大电路动态指标；2.进一步学习掌握DC扫描分析方法分析放大电路的电压传输特性；3.加深对差动放大器性能及特点的了解；4.学会自主设计满足一定性能指标的差动放大电路。
二、实验步骤1.电路原理图图5-1 差动放大电路2.计算图5-1所示电路静态指标和动态指标图5-2 BJT VT1、VT2、VT3参数（1）静态分析对于VT3管，I B2Q>>I R6∴U R6=U EE*[R6/(R6+R7)]=15*3/(3+6.8)=4.59VI C3Q=I E3Q=(U R6-U BEQ)/R3=(4.59-0.7)/1.2k=3.24mA由图5-1可知，没有动态信号作用到VT3的基极或发射极，所以I C3是恒流，发射极所接电路可以看做一个恒流源。
Ui=0时，I E1Q=I E2Q=I C3Q *1/2=3.24m*0.5=1.62mAI E1Q=(1+β)*I B1QI B1Q=1.62m/101=0.016mAU CEQ=V CC-I B1Q*β*R C1+I B1Q*R B1+U BEQ=15-1.6m*5.1k+0.016m*500+0.7=7.55V(2)动态分析r be=1.87kΩA d=-β*R C1/[R B1+r be+（1+β）*R E1]=-100*5100/(500+ 1.87k+101*100)≈40.9双端输出A C≈0 K CMR=∞Ri≈∞；Ro=2*Rc=10.2kΩ3.Transient Analysis电压增益分析图5-3（1）u o1、u o2、u i暂态分析图5-3（2）修改u i纵坐标单位长度后u o1、u o2、u i暂态分析可以看出u o1和u i反相位、u o2和u i同相位。
启用游标，y1=-4.5908mV y2=15.2491mV。
差动运算放大器优秀课件
Rc UC2
V2
UCC
Rb2 Rb1
ui2
表3-1 差动放大电路的输入输出形式
表3-1 差动放大电路的输入输出形式
R b 2 共模信号 Rb1
1 ui2 2 uid uic
2、单端输出
(3)单端输出KCMRR
RC
KCMRR
Aud1 Auc1
2rbe
RC
Re
rbe
(4）单端输出时的ro
2Re
∵仅从一管的集电极输出 ∴rod=RC
( 2( 1 )Re r )
Rc
Rb2
UC1
Rb1
V 1 uO
ui1
共模信号输入 时交流通路
RC
UC1
V1
ui 1 uic
uo
uo1
ie1 RE
RC
UC2
uo2 V2
ui 2 uic
ie ie2
6、共模特性动态分析
(2)Re对差模信号不起负
反馈作用,Re对共模信号 起强烈的负反馈.Re越大
RC
负反馈越强，抑制漂移
IC1 IC1
RC
U CC
IC2 IC2
Aud 称为差模电压放大倍数
ui1
差动
uο Aud ( ui1 ui 2 )
放大电路
uo
ui2
Aud
3.2 差动放大电路
3.2.1 为什么选用“差动”的电路形式 3.2.2 基本差动放大电路的分析 3.2.3 差动放大电路的输入、输出形式 3.2.4 差动放大电路的改进形式
3.2.1为什么选用“差动”的电路形式?
UCC
RC
UC2
V2
IE2
2IE1
模拟电子技术基础 3.3差分放大电路PPT课件
uod = 2ic1RL
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
ic2 = ic1
而（对镜像源）：
二、双端变单端的转换电路
对共模信号：
ic4 = ic3 ≈ ic1
iL = ic4 – ic2 = 0
uoc = 0
ic2 = ic1
而
具有双端输出的效果！
3.3.4 差分放大电路的差模传输特性
O
ui
iC
iC1
iC2
I0
UT
-UT
4UT
采用 V3 管代替 R
4 FET管电流源
I0 = IREF
2、有源负载
以电流源取代电阻作放大电路的负载。
优点：既提高了电压放大倍数，又设置了合适的工作点。
一、电流源与有源负载
二、具有电流源的差分放大电路
二、具有电流源的差分放大电路
CMOS差分放大电路
V1、V2构成差放， V3、V4构成电流源作有源负载， V5、V6 、V7构成电流源提供偏置。
第3章 放大电路基础
3.1 放大电路的基础知识 3.2 基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大器
3.3 差分放大电路
3.3.1 基本差分放大电路
3.3.2 电流源与具有电流源的差分放大电路
3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
差分放大电路又称差动放大电路，简称差放，具有输出电压近似与两个输入电压之差成正比的特性，是集成运放中重要的基本单元电路。
3.3.3 差分放大电路的差模传输特性及应用
一、电路组成及静态分析
一般
3.3.1 基本差分放大电路
结构特点： 1 两个输入端，两个输出端； 2 电路结构和元件参数对称； 3 双电源供电； 4 RE是公共发射极电阻。
模电实验课件 差动放大电路(共11张PPT)
双端输出 放大倍数
VodVo1Vo2
Avd
Vod V sd
单端输出
放大倍数
Vo d 2Vo2Vo2 0
Avd 2
Vod 2 Vsd
差模双端输入
差模单端输入
差模单端输入计算公式 参照双端输入
差模单端输入
实验内容二
测量共模增益
如图,将电路接为共模输入方式 输入Vsc=1v 测填表2.27
共模输入
Re为两管共用的发 射极电阻，它对差 模信号无负反馈作 用，但对共模信号 有较强的负反馈作 用，可以有效的抑 制零漂，稳定静点。
调零电位器Rw用来调节
T1和T2的静点，使输入 电压Ui=0时，双端输出
电压Uo=0。
将两组都调为12V输出。将1组端(-)连2组 (+)，此为地端；1组(+)为+12V；2组(-)
双端输出 放大倍数
VocVo1Vo2
Avc
Voc V sc
单端输出 放大倍数
Vo2cVo2Vo2 0
Avc2
Voc 2 Vsc
共模输入
返回
实验内容三
观察大信号传输特性
将电路接为单端输入形式 在A点接入较大幅度正弦信号(信号源地接B点),频率
为1000Hz. 使示波器处于X-Y工作方式,并将输入信号作为X轴,
电路图分析 为－12V。第三组用来提供输入信号 实验当中使用了+12V和-12V的 双电源。直流源能提供三组独立直 流电压输出，具体连接如下。
调节信号幅度,观察传输特性曲线的变化 特点是共模抑制能力很强，但输出不是对地输出 差动放大是将输入信号差分为不同的两部分（差模信号），在电路当中利用成倍的器件，在放大差模信号的同时获得对共模信号的强烈的抑 制，从而有效地抑制干扰 如图,将电路接为共模输入方式 去掉输入端与地的短接线 去掉输入端与地的短接线 双端输出即将|Vo1-Vo2|作为电路输出。 调节直流电源,使Usd=0. 输出形式也有两种：双端输出和单端输出。 设在输入为0时，Vo1对地的电压为Vc1，则单端输出电压应为|Vo1-Vc1| 在放大电路当中，噪声和干扰一般都相同地作用在每个电路上（共模信号）。 差模单端输入计算公式参照双端输入 如图,将电路接为共模输入方式
模拟电子技术基础 课件 03-3讲义(差动放大)
差分放大电路 是牺牲一个管子的 放大倍数去换取低 温漂。 温漂。
19
Rid = 2( Rb1 + rbe1 )
Ro = 2 Rc1
20
为了表示放大电路的抑制共模信号 的能力， 我们采用了共模抑制比KCMR。 的能力 ， 我们采用了共模抑制比 它的定义为： 它的定义为：
K CMR
AVD = AVC
5
⑷这样解决了温漂问题，但交流信号（有用）也得不到放大。如 这样解决了温漂问题，但交流信号（有用）也得不到放大。 果输入信号以相反的极性接到两个电路的输入端， 果输入信号以相反的极性接到两个电路的输入端，则输出端可以 得到两倍的单个电路输出信号变化量。 得到两倍的单个电路输出信号变化量。
6
的存在， ⑸在单个电路,由于Re1和Re2的存在，大大地降低了共射放大电路 在单个电路,由于 的放大倍数。如果把R 和到一起，即合并成一个电阻， 的放大倍数。如果把 e1和Re2和到一起，即合并成一个电阻，这 样流过合并电阻的交流电流是不变的，则两端的电压也是恒定的， 样流过合并电阻的交流电流是不变的，则两端的电压也是恒定的， 所以交流通路中R 等于短路，有利于提高放大倍数。 所以交流通路中 e等于短路，有利于提高放大倍数。
υ I1 = υI 2
υ I1 + υ I 2
2 2 υ I1 + υ I 2 υ I1 − υ I 2 = − 2 2
9
+
υ I1 − υ I 2
υ I1 = υI 2
υ I1 + υ I 2
2 2 υ I1 + υ I 2 υ I1 − υ I 2 = − 2 2
+
υ I1 − υ I 2
第一项大小和极性完全相同的电 称为共模信号 共模信号。 压，称为共模信号。 第二项大小相等， 第二项大小相等，极性相反的电 称为差模信号 差模信号。 压，称为差模信号。
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Re为两管共用的发 射极电阻，它对差 模信号无负反馈作 用，但对共模信号 有较强的负反馈作 用，可以有效的抑 制零漂，稳定静点。
调零电位器Rw用来调 节T1和T2的静点，使 输入电压Ui=0时，双 端输出电压Uo=0。
将两组都调为12V输出。将1组端(-) 连2组(+)，此为地端；1组(+)为
电路图分析 +12V；2组(-)为－12V。第三组用 来提供输入信号
输入两种输入方式接入电路，进行必要测量后,按公 式计算输出电压等,填表2.26
差模双端输入
双端输出 VodVo1Vo2
放大倍数
Avd
Vod V sd
单端输出 Vod2Vo2Vo20
放大倍数
Avd 2
Vod 2 Vsd
差模双端输入
差模单端输入
差模单端输入计算 公式参照双端输入
差模单端输入
实验内容二
模电实验课件差动放大电路
电路中有两个输出端 Vo1和Vo2。输出形式 也有两种：双端输出 和单端输出。双端输 出即将|Vo1-Vo2|作为 电路输出。特点是共 模抑制能力很强，但 输出不是对地输出在放大电路当中，噪声和干
电路图分析使单扰电用端一 路般上单输都（端出相共输是同模出指地信时单作号请个用）注输在。意出每差：个动 本端放次对大是实地将验输输中出入，。信测它号量的差放特分大点为不 器是同增有的两益较部时强分，共（采模差用抑模的制信是能号直力），， 流且在电输电路压出当输对中入地利。。用设成在倍输的入器件， 为在0放时大，差V模o信1对号地的的同电时获压得 为 压对从V应共而c模有为1，信效|V则号地o1单的抑-V强制端c1烈干输|的扰出抑电制，
实验当中使用了+12V和12V的双电源。直流源能提 供三组独立直流电压输出， 具体连接如下。
实验内容一
调节并测量静态工作点
调节放大器零点：
将放大器输入端A/、B与地短接，接通电源 调节电位器Rw，使Vo1=Vo2
测量静态工作点
测量两个三极管的静点 填表2.25
测量差模增益
去掉输入端与地的短接线 调节直流电源,使Usd=0.1V,分别按双端输入、单端
为1000Hz. 使示波器处于X-Y工作方式,并将输入信号作为X轴,
输出Vo1作为Y轴 调节信号幅度,观察传输特性曲线的变化
差动放大器差模传输特性
差动放大器实验
测量共模增益
如图,将电路接为共模输入方式 输入Vsc=1v 测填表2.27
共模输入
双端输出 VocVo1Vo2
放大倍数
Avc
Voc V sc
单端输出 Vo2 c Vo2Vo20
放大倍数
Avc2
Voc 2 Vsc
共模输入
返回
实验内容三
观察大信号传输特性
将电路接为单端输入形式 在A点接入较大幅度正弦信号(信号源地接B点),频率