差分放大电路

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
在输入信号作用下发射极 差模输入电压 的电位变化吗？说明什么？ 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：
Байду номын сангаас
共模输入电压
uId uI，uIc uI / 2
2、单端输入双端输出
在理想对称的情况下： 1、克服零点漂移； 2、零输入零输出。
三、长尾式差分放大电路的分析
1、 Q点：令uI1= uI2=0
I BQ1 I BQ 2 I BQ I CQ1 I CQ 2 I CQ I EQ1 I EQ 2 I EQ U CQ1 U CQ 2 U CQ uO U CQ1 U CQ 2 0
差分放大电路对差模信号能够实现放大
改进差分放大电路
克服Re1和Re2对电 压放大能力的影响
改进后的差分放大电路，在差模信号作用下，流经Re 的电流变化为0，Re对差模信号没有反馈作用，相当 于短路，可以提高对差模信号的放大能力
对电路进一步简化，并实现信号源和电源的共 地得到经典的长尾式放大电路
电路参数理想对称
一、零点漂移现象及其产生的原因
1、什么是零点漂移现象：Δ uI＝0，Δ uO≠0的现象。
零点漂移现象： 输入电压ui为0,而输出电压uo不为0并且 缓慢变化的现象
一、零点漂移现象及其产生的原因
产生原因：温度变化，直流电源波动，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。
五、具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
I 2 I B3，I E 3 R2 VEE U BEQ R R2 1 R3
近似为 恒流
六、差分放大电路的改进
1、加调零电位器RW
1) RW取值应大些？还是小 些？ 2) RW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。
K CMR Rb rbe 2(1 ) Re Rb rbe
1、 双端输入单端输出：问题讨论
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 Rb rbe
K CMR Rb rbe 2(1 ) Re Rb rbe
Ri 2( Rb rbe )，Ro Rc
2( Rb rbe )
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！
讨论二
1、uI=10mV，则uId=? uIc=? 2、若Ad=－102、KCMR＝103 用直流表测uO ，uO=? =? uId=5mV ，uIc=7.5mV =?
uO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ1
=?
I BQ
I EQ 1
，U CEQ VCC I CQ Rc (U BEQ )
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
uI1 uI1 uIc
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2
uO uC1 uC2 (uCQ1 uC1 ) (uCQ2 uC2 ) 0
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况 下， K CMR 。
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、单端输入单端输出。
uo u u 0
可以抑制温漂
u
u
如何实现
温控电压源 V
采用电路参数完全相同，管子 特性完全相同的电路，则两管 子的集电极电位UCQ1和UCQ2同步 变化 能够抑制温漂
参数理想对称：Rb1= Rb1， Rc1= Rc1， Re1= Re1; T1、T2在任何温度下特性均 相同。
是直接耦合放大电路基本单元电路 在典型工作点稳定电路中，温 度变化时ICQ总是有微小变化， 导致输出电压uo的微小变化， 所以也存在稳漂问题
零点 漂移
如何抑制温漂
改变电压输出端，找到一 受温度控制的直流电压源V 电压值与UCQ同步变化 当输入信号ui=0时
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
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 Rb rbe
Ri 2( Rb rbe )，Ro Rc
1、 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析
( Rc ∥ RL ) Ac Rb rbe 2(1 ) Re
1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 Rb rbe
Ad
Rc
RW Rb rbe (1 ) 2
Ri 2( Rb rbe ) (1 ) RW
2、场效应管差分放大电路
Ad g m Rd Ri Ro 2Rd
讨论一
若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？ uIc=？
uId=5mV ，uIc=7.5mV
uOc 共模放大倍数 Ac ，参数理想对称时 Ac 0 uIc
2、 抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用
uOc 共模放大倍数 Ac u Ic 参数理想对称时 Ac 0
对于每一边 电路，Re=?
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
如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓ 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
在阻容耦合放大电路中，前一级uo的缓慢变化的 漂移电压都降落在耦合电容之上，不会传入下一 级放大电路。 在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用信 号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工 作需要采取措施，抑制温度漂移
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、差分放大电路的组成
VEE I BQ Rb U BEQ 2 I EQ Re 因为Rb小，且I BQ很小，所以
Rb是必要的吗？
I EQ
VEE U BEQ 2 Re
1、 Q点
晶体管输入回路方程：
VEE I BQ Rb U BEQ 2 I EQ Re
通常，Rb较小，且IBQ很小，故
I EQ VEE U BEQ 2Re
第十一讲 直接耦合放大电路
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
直接耦合放大电路
在实际应用中，许多信号是变化缓慢的物理量， 需要对其放大后才能驱动负载。由于是低频信号， 所以采用直接耦合放大电路。 在实际电路中，直接耦合放大电路多采用 差分放大电路
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 U CQ1 RL VCC I CQ ( Rc ∥ RL ) Rc RL 与双端输出时一样。但 U CQ2 VCC I CQ Rc 是UCEQ1≠ UCEQ2。
1、 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析
3、 放大差模信号
差模信号：数值相等， 极性相反的输入信号， 即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 u C1 u C2 u O 2 u C1
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
差模信号作用时的动态分析
问题讨论： 1、UOQ产生的的原因？ 2、如何减小共模输出 电压？ 静态时的值
uI uO Ad uI Ac U OQ 2
差模输出 共模输出
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，单端输入时有共模输入。 输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关。
( Rc ∥
RL ) 2
单端输出： Ad
( Rc ∥ RL )
2( Rb rbe )
双端输出： Ad
Rb rbe
Ac 0 K CMR Ro 2 Rc
K CMR Ro Rc
( Rc ∥ RL ) Ac Rb rbe 2(1 ) Re Rb rbe 2(1 ) Re
为什么？ 差模放大倍数
uOd Ad u Id
RL ( Rc ∥ ) 2 Ad Rb rbe
Ri 2( Rb rbe ) ，Ro 2 Rc
uId iB 2( Rb rbe ) R uOd iC 2( Rc ∥ L ) 2
4、 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR
差分放大电路
共模信号
Ui1与Ui2为大小相等，极性相同的输入
信号（共模信号）时，输出电压
uo uC1 uC 2 0
差分放大电路对共模信号有很好的抑制作用
Re1和Re2的存在， 降低了电路的电压 放大能力
差模信号
Ui1与Ui2为大小相等，极性相反的输入
信号（差模信号）时，输出电压
uo uC1 (uC 2 ) 2uC1