模电第13讲 差分放大电路.ppt

1、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：uI0，uO0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,二、长尾式差分放大电路的组成,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,零点漂移,参数理想对称：Rb1= Rb2，Rc1= Rc2，

2、 Re1= Re2; T1、T2在任何温度下特性均相同。,为共模信号, 不能放大,长尾式差分放大电路的组成特点,典型电路,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,为差模信号, 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？,1. Q点,晶体管输入回路方程：,通常，Rb较小，且IBQ很小，故,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,2. 抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用,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,对于每一边电路，Re=?,如 T()IC1 I

3、C2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 ,抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。,3. 放大差模信号,iE1= iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。,差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即,为什么？,差模信号作用时的动态分析,差模放大倍数,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。,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

4、、单端输入单端输出。,四、差分放大电路的四种接法 1. 双端输入单端输出：Q点分析,由于输入回路没有变化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是UCEQ1 UCEQ2。,1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析,1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析,1. 双端输入单端输出：问题讨论,（1）T2的Rc可以短路吗？,（2）什么情况下Ad为“”？,（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,输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：,2. 单端输入双端输出,静态时的值,问题讨论： （1）UOQ产生的原因？ （2）如何减小共模输出电压？,参数对称时,Uo

5、Q=0。Ac=0,3. 四种接法的比较：电路参数理想对称条件下,输入方式： Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。,输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关。,五、具有恒流源的差分放大电路 为什么要采用电流源？,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,近似为 恒流,1) RW取值应大些？还是小些？ 2) RW

6、对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。,六、差分放大电路的改进 1. 加调零电位器RW,2. 场效应管差分放大电路,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=50 =100。,（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,（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：,uOuOUCQ11.23V,若uI=10mv，则,