模拟电子电路及技术基础(第三版) 长尾式差分放大器原理及电路分析(1A)
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目录1 课程设计的目的与作用 (2)2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (2)2.1设计任务 (2)2.1.1软件介绍 (2)3 电路模型的建立 (2)4 理论分析及计算 (3)5 仿真结果分析 (4)6 设计总结和体会 (6)7 参考文献 (6)1 课程设计的目的与作用1.加深对差分放大电路工作原理及特性的理解。
2.学会调节差分放大电路的静态工作点。
3.了解电路产生零漂的原因及抑制方法。
4.学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。
5.掌握差分放大电路在不同输入,输出模式时差模电压放大倍数,共模电压放大倍数的测试方法。
2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.1 设计任务长尾式差分放大电路在Multisim中构建一个接有调零电位器的长尾式差分放大电路如图(3.1),其中两个三极管的参数为β1=β2=50,rbb’1=rbb’2=300欧姆,调零电位器Rw的滑动端调在中间。
在Multisim中构建一个接有调零电位器的长尾式差分放大电路,利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点,并将仿真结果与估算结果进行比较。
根据给定的电路参数,自行估算此差分电路在单端输出时的和,并将仿真结果进行比较。
2.1.1 软件介绍Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
软件以图形界面为主,采用菜单、工具栏和热键相结合的方式,具有一般Windows 应用软件的界面风格,界面由多个区域构成:菜单栏,各种工具栏,电路输入窗口,状态条,列表框等。
通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑,并根据需要对电路进行相应的观测和分析。
用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。
长尾式差分放大电路分析
长尾式差分放大电路分析
长尾式电路:如图所示为典型的差分放大电路,由于Re接负载电源-VEE,拖一个尾巴,故称为长尾式电路。
电路参数理想对称:Rb1=Rb2=Rb,Rc1=Rc2=Rc;T1管与T2管的特性相同,β1=β2=β,rbe1=rbe2=rbe;Re为公共的发射极电阻。
1.静态分析
当输入信号uI1=uI2=0时,电阻Re中的电流等于T1管和T2管的发射极电流之和,即
由于UCQ1=UCQ2,所以uO=UCQ1-UCQ2=0。
2.对共模信号的抑制作用
利用电路参数的对称性抑制温度漂移:当电路输入共模信号时,如下图所示,基极电流和集电
利用发射极电阻Re对共模信号的抑制:利用Re对共模信号的负反馈作用,Re阻值愈大,负反馈作用愈强,集电极电位的变化愈小,差分放大电路对共模信号的抑制能力愈强。
但Re取值不能过大,它受电源电压VEE的限制。
共模放大倍数Ac:定义为
由于E点电位在差模信号作用下不变,相当于接“地”;又由于负载电阻的中点电位在差模信号作用下也不变,也相当于接“地”,因而RL被分成相等的两部分,等效电路如图(b)所示。
差模放大倍数Ad:定义为
由此可见,差分放大电路电压放大能力只相当于单管共射极放大电路。
差分放大电路是以牺牲一只管子的放大倍数为代价,换取了低温漂的效果。
输入电阻
共模抑制比KCMR:考察差分放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力。
其值愈大,电路性能愈好。
在电路参数理想对称的情况下,KCMR=∞。
长尾式差分放大电路
1 为什么要使用长尾式差分放大器
长尾式差分放大器是常见的电子电路,可以被广泛应用于模拟信号相关的领域。
长尾式差分放大器在线路设计及电脑终端的非容错性检测、及模拟信号的有效放大中发挥着重要的作用。
因此,长尾式差分放大器可以说是当今非常重要的电路设备,也是领域技术领先的技术发展方向之一。
2 长尾式差分放大器基本原理
长尾式差分放大器是一种集成放大电路,由一组放大元件构成,每个放大元件具有输入和输出电压,其中输入电压是驱动电压,并且由输入放大器把驱动电压放大;输出电压为负反馈信号,由负反馈放大器根据负反馈信号把输入电压放大。
由此可见,长尾式差分放大器把负反馈信号与输入驱动电压混合起来,从而实现信号强度的放大。
3 长尾式差分放大器使用特性
1、输入阻抗高:长尾式差分放大器的阻抗约为100~1000Ω,能有效的阻断输入信号的源本身的干扰,提高放大效率。
2、负反馈电路稳定:长尾式差分放大器具有良好的负反馈及抑制重构功能,可以使电路稳定,使其具有更低的失真及抗干扰能力。
3、电路简单:长尾式差分放大器电路较为简单,它只需要一种简单的电路组件,这样可以使得其制造成本较低,易于使用及实现。
4 结论
长尾式差分放大器具备高精度、稳定性以及低成本等特点,能够
有效的检测模拟信号的大小,因此在许多电子系统中得到广泛的应用。
它可以有效地抑制失真及提高抗干扰性,是一款性能优良的电路。
第1章 常用半导体器件1。
1选择合适答案填入空内.(l )在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体,加入( C )元素可形成P 型半导体。
A 。
五价 B 。
四价 C. 三价 (2)当温度升高时,二极管的反向饱和电流将(A) . A 。
增大 B.不变 C.减小(3)工作在放大区的某三极管,如果当I B 从12 uA 增大到22 uA 时,I C 从l mA 变为2mA ,那么它的β约为( C ) 。
A.83 B 。
91 C 。
100(4)当场效应管的漏极直流电流I D 从2mA 变为4mA 时,它的低频跨导g m 将( A ) 。
A 。
增大;B 。
不变; C.减小 1.3电路如图P1。
2 所示,已知10sin i u t ω=(V ),试画出i u 与o u 的波形。
设二极管导通电压可忽略不计.图P1.2 解图P1。
2解:i u 与o u 的波形如解图Pl.2所示。
1.4电路如图P1.3所示,已知t u i ωsin 5=(V ),二极管导通电压U D =0.7V .试画出i u 与o u 的波形图,并标出幅值.图P1。
3 解图P1.31。
6电路如图P1。
4所示, 二极管导通电压U D =0.7V ,常温下mV U T 26≈,电容C 对交流信号可视为短路;i u 为正弦波,有效值为10mV 。
试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?解:二极管的直流电流()/ 2.6D D I V U R mA =-=其动态电阻:/10D T D r U I ≈=Ω故动态电流的有效值:/1di D I U r mA =≈1。
7现有两只稳压管,稳压值分别是6V 和8V ,正向导通电压为0.7V .试问: (1)若将它们串联相接,则可得到几种稳压值?各为多少? (2)若将它们并联相接,则又可得到几种稳压值?各为多少?解:(1)串联相接可得4种:1.4V ;14V ;6。
7V ;8.7V 。
1、两个管子都正接.(1。
长尾差分式放大电路长尾差分式放大电路,也被称为差分放大器,是一种电路设计,用于放大差分信号。
这种电路常用于模拟信号处理、放大和滤波,是很多模拟电路中常用的放大器。
下面将对长尾差分式放大电路的结构、工作原理、应用及优缺点进行详细介绍。
一、长尾差分式放大电路的结构长尾差分式放大电路由两个输入端和一个输出端构成。
其中一个输入端称为非反相输入端,另一个输入端称为反相输入端。
这两个输入端的信号通过差分放大器的差分部分相减,而经过共模部分的放大,最终输出被放大的差分信号。
长尾差分式放大电路可以被分为两个主要的部分:差分放大器和共模放大器。
差分放大器通常由两个晶体管组成,它们的集电极由一个公共电阻连接。
差分放大器的输出通过一个共模放大器被放大。
这个共模放大器使用一个单端放大器的结构,其输入为差分放大器的公共电阻的中点。
二、长尾差分式放大电路的工作原理在差分放大器中,如果一个输入信号的大小增加,它的集电极电流也会增加。
它的反向电压也会随着电流的变化而变化。
另一个晶体管的集电极电流将会减小。
这种情况下,反向电压将会减小,电压差将会增加。
在一个典型的情况下,如果两个输入信号的大小相等,差分放大器的输出将为零。
不过,在实际情况中,两个信号的大小可能不完全相等,导致一定的电压差。
然而,在这种情况下,差分放大器的共模放大器可以将输入信号的共模提取出来,并输出到其它部分的电路中。
三、长尾差分式放大电路的应用长尾差分式放大电路是很多模拟电路中最为基础的放大器,它在工作中可用于各种情况下。
例如,它可以被用于滤波电路中,对输入信号进行缩放,并对特定频率进行过滤。
除此之外,在基带信号放大中也可被广泛应用,特别是在一些需要准确增益和稳定性的信号处理中。
四、长尾差分式放大电路的优缺点长尾差分式放大电路的优点是可靠并且成本低廉。
它的输入电阻高,输出电阻低,这使得差分放大器性能更优越。
它的输出是对输入的微弱变化的高度敏感,这使得它能够被高效地应用于微弱信号的放大,并具有更优秀的抗干扰能力。