模电-差分放大电路

第十三讲差分放大电路一、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一、零点漂移现象及其产生的原因1.什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。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。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、长尾式差分放大电路的组成零输入零输出若V与UC的变化一样，则输出电压就没有漂移信号特点？能否放大？零点漂移参数理想对称：Rb1=Rb2，Rc1=Rc2，Re1=Re2;T1、T2在任何温度下特性均相同。为共模信号,不能放大长尾式差分放大电路的组成特点典型电路在理想对称的情况下：1.克服零点漂移；2.零输入零输出。3.为差模信号时,能放大信号特点？为差模信号,能放大三、长尾式差分放大电路的分析1.Q点：令uI1=uI2=002CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIIIeBEQEEEQBQbeEQBEQ1BQEE22RUVIIRRIURIVb很小，所以小，且因为Rb是必要的吗？1.Q点eEQBEQ1BQEE2RIURIVbBEQcCQCCCEQEQBQ1URIVUII，晶体管输入回路方程：eBEQEEEQ2RUVI通常，Rb较小，且IBQ很小，故BEQcCQCCCEQURIVUUUEQCQ2.抑制共模信号0)()(C2CQ2C1CQ1C2C1Ouuuuuuu0cIcOccAuuA，参数理想对称时共模放大倍数C21CC21CB21Buuiiii共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即IcI2I1uuu2.抑制共模信号：Re的共模负反馈作用0cIcOccAuuA参数理想对称时共模放大倍数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对于每一边电路，Re=?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。3.放大差模信号C1OC21CC21CB21B2uuuuiiii△iE1=－△iE2，Re中电流不变，即Re对差模信号无反馈作用。2/IdI2I1uuu差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即为什么？差模信号作用时的动态分析)(2bebBIdrRiu差模放大倍数IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu∥2)(2cobebiRRrRR，bebLcd)2(rRRRA∥4.动态参数：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR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。。下，在参数理想对称的情况CMRcdCMRKAAK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。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与双端输出时一样。但是UCEQ1≠UCEQ2。eEQBEQ1BQEE2RIURIVbBEQcCQCCCEQEQBQ1URIVUII，eBEQEEEQ2RUVIcCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1)(RIVURRIVRRRU∥1.双端输入单端输出：差模信号作用下的分析bebLcd)(21rRRRA∥cobebi)(2RRrRR，1.双端输入单端输出：共模信号作用下的分析bebLcd)(21rRRRA∥ebebLcc)1(2)(RrRRRA∥bebebebCMR)1(2rRRrRK1.双端输入单端输出：问题讨论（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？bebLcd)2(rRRRA∥bebLcd)(21rRRRA∥2.单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：IIduu2/IIcuu2.单端输入双端输出OQIcIdO2UuAuAu静态时的值差模输出共模输出问题讨论：（1）UOQ产生的原因？（2）如何减小共模输出电压？参数对称时,UoQ=0。Ac=03.四种接法的比较：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，单端输入时有共模信号输入。输出方式：Q点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。coCMRcbebLcd20)2(RRKArRRRA∥双端输出：cobebebebCMRebebLccbebLcd)(2)1(2)1(2)()(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA∥∥单端输出：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！五、具有恒流源的差分放大电路EE212B322VRRRUIIR，等效电阻为无穷大近似为恒流3BEQEE2123ERUVRRRI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。2)1()2//(WbebcdRrRRRAL六、差分放大电路的改进1.加调零电位器RW2WRWbebi)1()(2RrRRdoidmd2RRRRgA2.场效应管差分放大电路讨论一若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？uIc=？uId=5mV，uIc=7.5mV'bbr例电路如图所示，晶体管的β=50=100Ω。（1）计算静态时T1管和T2管的集电极电流和集电极电位；（2）用直流表测得uO=2V，uI=？若uI=10mv，则uO=？解：（1）用戴维宁定理计算出左边电路的等效电阻和电源为V5,k67.6CCLcL'CCLc'LVRRRVRRR∥V5,k67.6CCLcL'CCLc'LVRRRVRRR∥V15V23.3mA265.02CCCQ2'LCQ'CCCQ1eBEQEEEQCQCQ2CQ1VURIVURUVIIII（2）先求出输出电压变化量，再求解差模放大倍数，最后求出输入电压，如下：△uO＝uO－UCQ1≈－1.23VmV6.377.32)(2k1.5mA26)1(dOIbeb'LdEQ'bbbeAuurRRAIrrmV6.377.32)(2k1.5mA26)1(dOIbeb'LdEQ'bbbeAuurRRAIrrmV6.377.32)(2k1.5mA26)1(dOIbeb'LdEQ'bbbeAuurRRAIrr若uI=10mv，则V9.2V327.0O1CQOIdOuUuuAu