第三章差动放大器

差动放大器工作原理
差动放大器是一种电子放大器电路，用来放大不同输入信号之间的差值。

它通过将输入信号分为两个相位相反的部分，然后进行放大，并且抑制共模信号，从而提高放大器的性能和抗干扰能力。

差动放大器的基本原理是利用两个输入信号与一个共同的对地参考点相连，形成一个闭合的回路。

这两个输入信号被分别送入差动放大器的两个输入端口。

当有差异信号输入时，即两个输入信号的幅度不相同或相位不同，差动放大器会放大这种差异，并输出一个放大后的差动信号。

差动放大器通常由一个差动对和一个输出级组成。

差动对通常由两个晶体管或场效应管构成，这两个管子会分别放大两个输入信号。

输出级则用来将输入信号的差动信号转换成单端信号，以便输出到其他电路中。

从工作原理上来看，差动放大器利用两个输入信号之间的差异来实现放大效果。

这种差异可以是输入信号的幅度差异或者相位差异。

在输入信号的共模信号上放大器会进行抑制，以便提高输出信号的纯净度。

通过合理选取差动放大器的工作参数和外围元件，可以调整差动放大器的放大倍数、频率响应和输入输出阻抗等性能。

差动放大器常用于信号处理、音频放大、通信系统以及精密测量等领域，其优点包括高增益、低噪声、抗干扰能力强等。

总之，差动放大器通过放大不同输入信号之间的差异，实现对差动信号的放大和抑制共模信号的功能，从而提高放大器的性能和抗干扰能力。

它是一种常用的电子放大器电路，用于各种信号处理和放大的应用中。

第3章 电流源电路和差动（又称差分）放大电路内容提要：本章首先讨论常用在集成运放中的几种电流源的形式及其主要应用，然后讨论差动放大电路的工作原理及计算。

本章重点：1．镜像电流源、比例电流源、微电流源、I o 和I R 的计算。

2．典型差动放大电路的工作原理及计算。

学习要求：1．掌握电流源电路结构及基本特性，主要包括基本镜像电流源、比例电流源、微电流源，会分析其镜像关系及其输出电阻。

2．掌握差模信号、共模信号的定义与特点。

3．掌握长尾型和恒流源共模负反馈两种射极耦合，差动放大器的电路结构、特点，会熟练计算电路的静态工作点，熟悉电路的4种连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。

4. 要求会熟练分析差动放大器对差模小信号输入时的放大特性，共模抑制比。

会画出微变等效电路，会计算A Vd 、R id、R od 、K CMR 。

5．会运用晶体管工作在有源区时的大信号特性方程i c =I s exp(V be /V t )分析研究差动放大器的差模传输特性。

了解基本的差动放大器线性放大的输入动态范围和扩大线性输入动态范围的办法。

6．定性了解差动放大器的各种非理想特性，如输入失调特性、共模输入电压范围等。

3.1 电流源电路3.1.1 三极管电流源电流源是模拟集成电路中广泛使用的一种单元电路，如 图3.1.1所示。

对电流源的主要要求是：（1）能输出符合要求的直流电流I o 。

（2）交流电阻尽可能大。

图3.1.1 三极管电流源电路第3章 电流源电路和差动（又称差分）放大电路·129·三极管射极偏置电路由V CC 、R b1、R b2和R e 组成，当V CC 、R b1、R b2、R e 确定之后，基极电位V B 固定（I b 一定），可以推知I c 基本恒定。

从三极管的输出特性曲线可以看出：三极管工作在放大区时，I c 具有近似恒流的性质。

当I b 一定时，三极管的直流电阻CQ CEQ CE I VR =，V CEQ 一般为几伏，所以R CE 不大。

差动放大电路的原理
差动放大器的原理是利用两个对称输入信号进行放大，输出信号为两个输入信号的差值。

差动放大电路一般由一个差动放大器和一个负反馈电路组成。

差动放大器由两个输入端，分别接收两个对称的输入信号。

这两个输入信号经过放大器的放大作用后，输出两个放大的信号。

差动放大器的输出取决于两个输入信号的差异大小。

负反馈电路将差动放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号放大器的输入端，实现对输出信号的修正。

通过不断修正差动放大器的输出，使得输入和输出之间的差异趋近于零，实现对输入信号的放大。

差动放大电路的原理可以简单概括为：通过抑制两个输入端之间的差异信号，只放大两个输入信号之间的差异部分，从而实现对差异信号的放大。

这样可以有效抑制共模干扰，提高信号的抗干扰能力，提高放大器的稳定性。

差动放大电路广泛应用于各种信号放大和处理电路中。

电子报/2011年/5月/22日/第010版电子职校差动放大器的原理及四种连接方法(下)江苏顾振远(接上期)3.晶体管恒流源电路用差动放大器抑制零点漂移的方法就是“加入”Re，如上所述Re愈大，克服零点漂移的效果愈好，但Re愈大，需要的电源Ee愈高。

我们一方面希望Re大，一方面又希望Ee低一些。

在这种情况下，可使用晶体管来代替Re，这种电路称为晶体管恒流源差动放大电路，如图3所示。

图3中R1和R2是分压电阻，为T3提供正向偏置，以固定基极电位Ub3。

当温度升高使Ic1、Ic2增加时，Re3两端的电压也要增加，但由于Ub3为固定值，Ube3就要下降，Ib3随之减小，因此抑制了Ic3的上升，保持了Ic3的不变。

则Ic1、Ic2就不能增加，从而使管子的输出uol和u02几乎不变。

4.共模反馈型如果一级差动放大倍数不够，就得采用多级进行放大，图4是一个高放大倍数放大器的前两级，为了提高共模抑制比和减小输出的漂移，引进了共模反馈。

当输入端有共模信号时(输入端的漂移或外界共模干扰)，Ic1、Ic2将同时变化。

如果Ic1、Ic2都减小了，则第二级T4、T5管的Ie将增大，Ub3随之升高。

如果用Ub3控制T3的基极，则Ic3将增加一些，从而Ic1、Id2回升，使Ic1、Ic2的变化趋势被削弱，这样每个管子输出电压的漂移也就小了。

以上各种方法，在良好工艺措施保证下，差动电路的零点漂移可以作到10μV/℃以下。

5.差动电路四种连接方法的比较先将差动电路几种接法的主要性能列成附表。

从附表上可以看出一些规律:(1)凡是双端输出，放大倍数基本上和单管一样。

单端输出时放大倍数为单管一半。

(2)输出电阻在双端输出时为2RC，单端输出时为RC。

(3)输入电阻无论在双端输入还是单端输入时，均为2(Rbl+rbe)。

(完)附表。

差动放大器的工作原理
差动放大器是一种基本的放大电路，通过将两个输入信号取差值来实现放大功能。

差动放大器通常由两个输入端，一个共模输入端和一个输出端组成。

差动放大器的基本工作原理如下：
1. 输入信号：将两个输入信号分别连接到差动放大器的两个输入端，分别称为正相输入和负相输入。

这两个输入信号可以是不同的信号源，也可以是同一个信号的不同相位。

2. 差模和共模信号：差动放大器将输入的两个信号进行差分运算，产生的差分信号称为差模信号。

同时，差动放大器还将两个输入信号的平均值称为共模信号。

3. 差分放大：差动放大器通过差模信号进行放大，并将放大后的信号发送到输出端。

差动放大器的放大倍数由电路的设计决定，可以通过选择合适的电阻和晶体管来调整。

4. 共模抑制：差动放大器的一个重要特点是它能够抑制共模信号。

共模信号通常是来自于干扰源或者信号源的共同部分，如电源噪声或环境干扰。

差动放大器的电路设计能够选择性地放大差模信号，而对共模信号进行抑制，从而提高信号的质量和可靠性。

5. 输出信号：放大后的差模信号通过输出端口输出，可以连接到其他电路或设备进行进一步处理。

差动放大器的工作原理是基于差分放大和共模抑制的原理。

差动放大器将输入信号进行差分运算，并通过设定的放大倍数放大差模信号，同时抑制共模信号。

这个特性使得差动放大器在许多应用中非常有用，如抑制噪声、增强信号质量和差分传输等。

差动放大器工作原理
差动放大器是一种电子放大器，其工作原理基于对输入信号进行差分放大。

差动放大器通常由两个晶体管组成，一个被称为"P"，另一个被称为"N"。

当有信号输入到差动放大器的"P"晶体管的基极时，该晶体管会放大信号并输出到一个加载电阻上。

当信号输入到差动放大器的"N"晶体管的基极时，该晶体管也会放大信号并输出到相同的加载电阻上。

差动放大器的输出信号是两个晶体管的输出信号之间的差值，称为差分电压。

这个差分电压是信号输入和两个晶体管之间的共模信号的差异，即输入信号与两个晶体管输出信号的平均值之间的差异。

由于差动放大器通过差分放大的方式工作，它可以抑制输入信号中的共模噪声。

共模噪声是同时出现在两个信号引脚上的噪声，如果它们都被放大并输出，会对系统的性能造成影响。

通过差模信号在两个晶体管之间的差异，差动放大器可以有效地抑制共模噪声，并提高信号的纯度和质量。

此外，差动放大器还可以通过匹配输出电阻和输出缓冲阶段来提高放大器的功率和驱动能力。

综上所述，差动放大器通过差分放大的方式工作，可以抑制共模噪声，提高信号质量和性能。

它在许多应用领域，如音频放大器、仪器放大器和通信系统中得到广泛应用。

差动放大器实验报告实验报告：差动放大器的原理与应用一、实验目的1.了解差动放大器的基本原理；2.学习差动放大器的性能参数评价与测量方法；3.熟悉差动放大器的应用。

二、实验原理1.差动放大器的基本电路为共射器差动放大电路。

它由两个相同的共射放大器和一个共同的负载电阻组成。

两个BJT管分别驱动同一负载电阻，其发射极相互连接。

通过负载电阻可以得到差模和共模信号。

其中，差模信号为两个输入信号之差，而共模信号为两个输入信号之和。

2.差动放大器的性能参数主要包括共模抑制比、增益、输入电阻和输出电阻。

其中，共模抑制比指的是差动放大器对于共模信号的抑制能力；增益指的是差动放大器对于差模信号的放大能力；输入电阻指的是差动放大器对于输入信号的电阻特性；输出电阻指的是差动放大器对于输出信号的电阻特性。

三、实验步骤1.接线：按照电路图将差动放大器电路搭建起来。

2.测量差动放大器的直流工作点：使用万用表测量差动放大器电路的直流电压，包括两个BJT管的发射极电压、基极电压和集电极电压。

3.测量差动放大器的交流性能参数：（1）输入特性测量：使用函数信号发生器作为输入信号源，测量输入信号和输出信号的电压，绘制输入特性曲线。

（2）共模抑制比测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加共模信号和差模信号，测量输出信号的电压，计算共模抑制比。

（3）增益测量：使用函数信号发生器分别给两个输入端口施加差模信号，测量输出信号的电压，计算增益。

（4）输入、输出电阻的测量：使用函数信号发生器施加信号，通过分析输入、输出端口的电流和电压变化，测量输入、输出电阻。

四、实验结果与分析1.直流工作点测量结果如下表所示：左端BJT管，发射极电压，基极电压，集电极电压:----------:，:----------:，:--------:，:--------:Q1，1.23V，0.72V，6.68VQ2，1.30V，0.75V，6.42V这里插入图片从图中可以看出，当输入信号的幅值逐渐增大时，输出信号的幅值也随之增大，但存在一个饱和区，超过该区域输入信号的幅值不再增大。

差动放大器，差动放大器电路图及工作原理2011年05月26日15:55:17差动放大器，差动放大器电路图及工作原理差动放大器相关资料：差动放大器的特点是静态工作点稳定，对共模信号有很强的抑制能力，它唯独对输入信号的差（差模信号）做出响应，这些特点在电子设备中应用很广。

集成运算放大器几乎都采用差动放大器作为输入级。

这种对称的电压放大器有两个输入端和两个输出端，电路使用正、负对称的电源。

根据电路的结构可分为：双端输入双端输出，双端输入单端输出，单端输入双端输出及单端输入单端输出四种接法。

凡双端输出，差模电压增益与单管共发放大器相同；而单端输出时，差模电压增益为双端输出的一半，另外，若电路参数完全对称，则双端输出时的共模放大倍数=0，其实测的共模抑制比将是一个较大的数值，愈大，说明电路放大的是电压，不能放大电流。

放大多少倍都可以，可以用多级放大。

不过单级最好不要超过100，否则容易引起信号失真。

抑制共模信号的能力愈强。

差动放大器电路图及工作原理基本差动放大电路：下图为差动放大器的两种典型电路。

其中左图为射极偏置，右图为电流源偏置差动放大电路图（a）射极偏置差放（b）电流源偏置差放差动放大电路有两个输入端子和两个输出端子，因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。

双端输入时，信号同时加到两输入端；单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地。

双端输出时，信号取于两输出端之间；单端输出时，信号取于一个输出端到地之间。

因此，差动放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。

上面两个差动放大器电路均为双端输入双端输出方式。

差动放大电路的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。

当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号vI1、vI2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。

此时，外输入信号称为差模输入信号，以vId表示，且有：当外信号加到两输入端子与地之间，使vI1、vI2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以vIC表示，且：当输入信号使vI1、vI2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号vId和共模信号vIc 两部分组成，其中根据上述，可得到下图的统一的简化差动放大电路。

第三章差动放大电路与集成运算放大器3．1 选择填空1．使用差动放大电路的目的是为了提高（）。

A输入电阻B电压放大倍数C抑制零点漂移能力D电流放大倍数2．差动放大器抑制零点漂移的效果取决于（）。

A两个晶体管的静态工作点B两个晶体管的对称程度C各个晶体管的零点漂移D两个晶体管的放大倍数3．差模输入信号是两个输入信号的（），共模输入信号是两个输入信号的（）。

A 和B 差C 比值D 平均值4．电路的差模放大倍数越大表示（），共模抑制比越大表示（）。

A有用信号的放大倍数越大B共模信号的放大倍数越大C抑制共模信号和温漂的能力越强5．差动放大电路的作用是（）。

A放大差模B放大共模C抑制共模D抑制共模，又放大差模6．差动放大电路由双端输入变为单端输入，差模电压增益是（）。

A增加一倍B为双端输入的1/2 C不变D不定7．差动放大电路中当U I1=300mV，U I2=-200mV，分解为共模输入信号U IC=（）mV，差模输入信号U ID=（）mV。

A500 B100 C250 D508．在相同条件下，阻容耦合放大电路的零点漂移（）。

A比直接耦合电路大B比直接耦合电路小C与直接耦合电路相同9．差动放大电路由双端输出改为单端输出，共模抑制比K CMRR减小的原因是（）。

A A UD不变，A UC增大B A UD减小，A UC不变C A UD减小，A UC增大D A UD增大，A UC减小3．2简答题1．直接耦合放大电路能放大交流信号吗？直接耦合放大电路和阻容耦合放大电路各有什么优缺点？2．什么叫零点漂移？产生零点漂移的主要原因是什么？如何抑制零点漂移？在阻容耦合放大电路中是否存在零点漂移？3．有甲已二个直接耦合放大电路，甲电路的Au=100，乙电路的Au=50。

当外界温度变化了20℃时，甲电路的输出电压漂移了10V，乙电路的输出电压漂移了6V，向哪个电路的温度漂移参数小？其数值是多少？4．解释下列术语的含义：差模信号，共模信号，差模电压放大倍数，共模电压放大倍数，共模抑制比。