带恒流源的单端输入单端输出差分放大器的设计

《电子技术课程设计指导》题目：具有恒流源单端输入-单端输出的差分放大器专业：电子信息工程成员：杨柳张佳梅张欢梁永坤•已知条件：+Vcc=12vVee=-12vRL=20千欧输入差模信号U=20mv•性能指标要求：差模输入电阻R10千欧差模电压增益A=15共模抑制比K50dB原理分析基本原理：差分放大器是一种特殊的直接耦合放大器，它能有效的抑制零点漂移；他的基本性能是放大差模信号，抑制共模信号好，采用恒流源代替稳流电阻，从而尽可能的提高共模抑制比。•差分放大电路镜像恒流源方案一V120mVrms60Hz0°RbRoRcRlQ1Q2Q3Q412VCC12VVEE-12V003Rc1VCC4Rb150Ic4Ic3ie1Ie29ib3ib4Bus2Re4Re31011VEEBus36优点：差分放大电路参数理想对称，可以抑制电压波动和温度漂移导致的零点漂移。恒流电流源具有一定的温度补偿作用温度升高ic4升高Ic4下降ic3升高—Ir0升高—Ur0(ir0*r0)升高—Ub下降—Ib0下降缺点：对于恒流源来说，电源电压vee一定的情况下，若要求ic4较大，ir0势必增大，r0的功耗势必增大，这是集成电路中应该避免的。若要求ic4很小，则ir0是势必也小。R0势必很大，在集成电路中很难做到，一般不采取。•差分放大电路比例型恒流源方案二V120mVrms60Hz0°RbRoRcRlQ1Q2Q3Q412VCC12VVEE-12V003Rc1VCC4Rb15050%6708Ic4Ic3ie1Ie29ib3ib4Bus2Re4Re31011VEEBus3方案二的静态工作点的计算1•已知：Rb1=Rb,Rc=Rc1•Rid=2(Rb+Rbe)+Rw1+Rw210K•Uid=2ib1(Rb1+Rbe)•Uod=βib1(Rc//Rl)•Aid=Uod/Uid=-β(Rc//Rl)/2(Rb1+Rbe)RbRb1Rw2Rw1I11A/AI21A/A21RlRcRc1436750H参数等效模型静态工作点的计算2•Uoc=(Rc//Rl)*βib1•Uic=ib1(Rb1+Rbe)+（1+β）ib*(2Re+Rw1)•Re约等于无穷•Aic=Uoc/Uic=0Kcmr=Aid/Aic=20lg(Aid/Aic)50db•Ube3+ie3*Re3=Ube4+ie4*Re4•晶体管发射结电压与发射极电流近似为Ube=UTln(ie/is)•故Ube3-Ube4=UTln(ie/is)•当β》2时，ic3约等于ie3约等于ir0,ic4约等于ie4.•故ic1=(Re3/Re4)*ir•Ir0=（-vee-Ube3）/(R0+Re3)优点：与方案一具有相同的特性，在实际情况下，差分放大部分不可能完全对称，方案二中的Rw调节电阻，可以通过调节此电阻，是电路在实际情况下完全对称，可以更好的抑制零点漂移。比例电流源改变了镜像电流源中Ic4约等于Ir0的关系，而使Ic4可以大于Ir0或者小于Ir0，与Ir0成比例关系，从而克服了镜像电流源的上述缺点使输出电流Ic4具有更高的稳定性