典型差分放大电路 1、典型差分放大电路的静态分析
(1)电路组成
(2)静态工作点的计算
静态时:v s1=v s2=0, 电路完全对称,所以有
I B Rs1+U BE +2I E Re=V EE 又∵ I E =(1+β)I B ∴ I B1=I B2=I B =
通常Rs<<(1+β)Re,U BE =0、7V(硅管): I B1=I B2=I B = 因: I C1=I C2=I C =βI B 故: U CE1=U CE2=V CC －I C Rc
静态工作电流取决于V EE 与Re 。同时,在输入信号为零时,输出信号电压也为零(u o= Vc1－VC2=0),即该差放电路有零输入——零输出。 2、差分放大电路的动态分析 (1)差模信号输入时的动态分析
如果两个输入端的信号大小相等、极性相反,即
()e
s BE
EE R 12R U V β++-
v s1=- v s2= 或v s1- v s2= u id
u id称为差模输入信号。
在输入为差模方式时,若一个三极管的集电极电流增大时,则另一个三极管的集电极电流一定减小。在电路理想对称的条件下,有:i c1=- i c2。Re上的电流为:
i E=i E1+i E2=(I E1+ i e1)+(I E2+ i e2 )
电路对称时,有I E1= I E2= I E、i e1=- i e2,使流过Re上的电流i E=2I E不变,则发射极的电位也保持不变。差模信号的交流通路如图:
差模信号下不同工作方式的讨论:
①双端输入—双端输出放大倍数:
当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时,称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同,无负载的情况下:
当两集电极c1、c2间接入负载电阻RL时,双端输入—双端输出时的
差模电压放大倍数为:
be
s
c
s1
o1
s2
s1
o2
o1
id
o
ud r
R
R
2
2
u
u
A
+
-
=
=
-
-
=
=
β
v
v
v
v
v
v
be
L
r
R
+
-
=
=
s
'
id
o
ud R
u
u
A
β
2
R
//
R
R'L
c
L
=
? 输入电阻: 输出电阻:Rod ≈2Rc ② 双端输入—单端输出 ? 放大倍数:
? 输入电阻:Rid=2rbe
? 单端输出时的等效电阻为: Rod ≈Rc (2)共模输入时的动态分析
如果两个输入端信号大小相等、相位相同,即: v s1=v s2=u ic 则称为共模输入信号,用u ic 表示 。其共模交流通路如图
:
① 双端输入—双端输出
输出的共模电压u oc=v c1－v c2=0,双端输出时的共模电压增益为: ② 双端输入—单端输出其共模电压增益为 计算共模放大倍数Av c 时,由于两个输入信号相等,R e 等效为2R e 。Av c 的大小,取决于差分电路的对称性,双端输出时等于零。单端输出时交流通路如图所示。
()be b
s b be s b b
s b d d
r
2i R i 2R i 2i R i 2u R =-+=-=r i i 0u u u A ic
c2
c1ic oc uc =-==v v e
c ic c2ic c1ic oc uc 2R R
u u u u A -≈===
v v ()be u u r R 2R 2A s c
s1o1s2s1o1id o ud +-==-==
βv v v v v