清华模电课件第7讲差动放大电路.ppt

一、零点漂移现象及其产生的原因,(1)什么是零点漂移现象：uI0，uO0的现象。,(2)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。,(3)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,第六节 差动放大电路,差动放大电路(简称差放)是模拟集成电路中常用的基本单元电路。具有优良的差模性能及抑制零点漂移的作用。,一、差动放大电路的构成及基本概念,1、典型差动放大电路形式,理想差放的条件：,(1)要求 、 两管的特性完全对称， 即 ， 因此 、 称差动对管。,(2)电路参数也要对称， 即 。,长尾式差放,2、分类,3、接法,双入双出,4、输入信号类型,差模信号（有用）Ud 大小相等，极性相反 共模信号（无用）Uc 大小相等，极性相同,放大差模信号的同时，抑制共模信号,恒流源式差放,双入单出,单入双出,单入单出,5、功能,1、差模信号与差模输入,差模信号是指大小相等，极性相反的两个信号。将差模信号加入到两个输入端的方式称差模输入。必须明确，差模信号是有用信号，是放大的对象。,差模输入电压用 表示,二、双人双出长尾式差放,2、共模信号与共模输入,共模信号是指大小相等，极性相同的两个信号。将共模信号加入到两个输入端的方式称共模输入。必须明确，共模信号是无用信号，是抑制的对象。,由于环境温度变化引起静态工作点的漂移(简称温漂或零点漂移)折合到输入端相当于在输入端加上了共模信号。下面就将温漂视为共模信号来讨论。,3、差放抑制共模信号的原理,(1) 的共模抑制原理,其稳定过程用箭头表示法描述：,在工作点稳定电路中已讨论过 的作用。此处所不同的是 稳定静态工作点的作用对差动对管同时存在。,(2)双端输出方式的共模抑制原理,当共模输入时，由于电路的理想对称性及双端输出方式，使两个输出端的共模输出电压 与 大小相等，极性相同。其共模输出电压用 表示,共模电压放大倍数,(理想值),4、静态工作点,静态时， ，两个输入端相当于接地。,直流通路，,基极电流 很小，则可认为两三极管基极电位,所以，RL开路。,Q点严格的说是6个量,令,从长尾入手,差模信号与共模信号是共存的，同时被放大。为了分析问题 方便起见，常把它们分开来考虑。,5、动态分析,(1)差模交流通路,当差模输入时，由于两管的差模电流 ，在公共发射极处相互抵消，所以 对差模信号无影响，作短路处理。公共发射极E处相当于差模地电位。,(1)差模交流通路,直流电源 的交流内阻很小，可忽略不计，对地作交流短路处理。,(1)差模交流通路,从输出端看，两管的差模电流在 中点处互相抵消，因此， 中点处相当于交流地电位。也就是说， 折合到单管上需要减半。其他参数保留不变。,(2)差模电压放大倍数,所以,则,设单管的放大倍数为 、 由电路的对称性知 ，,可见，对放大有贡献的只有一只管子，而另一只管子则用来作温度补偿的。因此，求 时只需画出单臂(一个共射电路)的交流通路或微变等效电路即可。,单臂差模交流等效电路,(3)差模输入电阻,差模输入电流流经两管的输入回路。由对称性可知,(4)差模输出电阻,输出电流流经两管的输出回路。由对称性知,共模信号也是交流信号。当共模输入时，将电路参数作共模等效处理就得到共模交流通路。共模信号电流IC1=IC2均通过Re，因此，将Re折合到单管上相当于2Re。,(5)共模交流通路,从输出端看，UC1=UC2，RL中无电流流过，相当于开载情况，因此不画出；直流电源VCC作共模交流对地短路处理；保留其他元件 。,(