第12讲 差分放大电路.ppt

1 第十一讲差分放大电路 一 零点漂移现象及其产生的原因 二 基本形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 2 3 3 1零点漂移现象及其产生的原因 1 零点漂移现象 uI 0 静态 uO 0的现象 2 产生原因 温度变化 VCC波动等因素 会使工作点电压 即UCEQ 偏离设定值而缓慢地上下漂动 也称为温漂 温漂电压会被逐级放大 第一级影响最大 3 克服温漂方法 引入直流负反馈 温度补偿 改进电路 差分放大电路 3 3直接耦合放大电路 3 3 3 2差分放大电路 1 基本形式差分电路 1 组成 原理 2 静态工作点 设Rb rbeIBQ1 IBQ2 VCC UBEQ Rb Q点基本稳定 ICQ1 ICQ2 IBQ UCEQ1 UCQ2 VCC ICQRC Ui1 Ui2 0时 Uo UCQ1 UCQ2 0 温度 ICQ1 ICQ2 UCQ1 UCQ2 Uo UCQ1 UCQ2 0 结构对称 参数一致 4 3 共模信号UiC及共模电压放大倍数Auc Uic 数值相等极性相同 温漂 干扰 Uo Uoc Uop 漂移电压 理想对称 5 4 差模信号Uid及差模电压放大倍数Aud 数值相同 极性相反 有效信号 6 讨论 电路特点 差动 电路 输入有差别 输出才变动 增加1只晶体管为代价 克服温漂 存在问题 要求参数完全对称 难 实际Uop 0 单端输出时温漂无改善Auc Aud Rc Rs1 rbe 7 2 长尾式差分放大电路 典型电路 VEE 补偿Re直流压降选择VEE Re值 合适IBQ VBB VEE 参数对称 Re 公共射极电阻VBB 基极偏置电源 8 1 静态分析 令uI1 uI2 0 9 2 抑制共模信号uIC uI1 uI2 uIC uIC 数值相等 极性相同 Re共模负反馈作用 T Uic IC1 IC2 IE UE UBE IB1 IB2 IC1 IC2 单端输出时 Ac1 对单边T 射极等效电阻为2Re 10 单端输出 Ac1 uOC1 uIC Rc Rb rbe 2 1 Re uE 2 iE1 Re iE1 2Re 对单边T 射极等效电阻为2Re 11 3 放大差模信号uId Re iE1 iE2 iE iE1 iE2 0 uE iERe 0 即Re对差模信号无反馈作用 射极交流通地 RL uId1 uId2 uOd1 uOd2 uC1 uC2 RL中点电位不变 交流接地 单边等效负载为RL 2 uId 数值相等 极性相反 12 差模信号作用时的动态分析 13 讨论 1 Re对uIC 单边等效为2Re 稳定静Q点 抑制温漂 对uId 射极通地 不降低Aud 2 RL对uIC iL uOC Rc 0 RL开路对uId RL中点接地 单边为RL 2 14 Rb 1k Rc 10k RL 5 1k VCC 12V VEE 6V 100 rbe 2k UBEQ 0 7VRe 5 3k 1 T1 T2管UCQ 2 计算Aud Ri Ro 3 计算单出时Auc RL 15 1 差模电压放大倍数Aud 2 共模电压放大倍数Auc 3 共模抑制比KCMR 或者 KCMR 综合考察差分电路放大uIC的能力和抑制uId的能力 3 差动放大器的主要指标 16 4 差模输入电阻Rid 5 差模输出电阻Rod 6 共模输入电阻Ric 17 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 四种接法 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 3 3 3差分放大电路的四种接法 长尾式 1 双端输入 双端输出输入 输出端都没有接 地 点 18 输入回路没变化 IEQ IBQ ICQ与双端输出时一样 但是UCQ1 UCQ2 UCEQ1 UCEQ2 1 静态分析 戴维南变换 2 双端输入 单端输出 RL一端接地 19 2 输入差模信号 输入不变 从T2集电极输出时 Ad 20 3 输入共模信号 KCMR Re 双入 单出适合将差分信号 单端输出信号 与后级或负载实现共地 21 左右两端获得的uId为 uI 2 同双端输入一样 区别 在uId输入的同时 伴随着uIc的输入 T1端输入 uI uI 2 uI 2T2端输入 0 uI 2 uI 2 1 输入信号分析 3 单端输入 双端输出 有一个入端接地 22 2 输出信号分析 设uI iC1 uE uBE2 iC2 理想对称时 iC1 iC2 uC1 uC2输出变化与双端输入时相同 单入 双出与双入 双出电路的静态 动态参数分析完全相同 23 4 单端输入 单端输出 特点 比单管电路具有较强的抑制零漂能力 可根据不同的输出端 得到同相或反相关系 省去不输出一边的Rc 对Q点 Ad Ac Ri Ro的分析同双入 单出电路 单端输入时 uE随uI变化 理想对称时 uE uI 2 uI1 uI uE uI 2 uI2 0 uE uI 2 差分输入 24 3 四种接法的比较 长尾式电路 参数理想对称 1 无论何种接法 Ri 2 Rb rbe 双入时无uIc输入 单入时伴随有uIc输入 2 Ad Ac Ro仅取决于输出方式 25 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 26 4 改进型差分放大电路 恒流源差分电路 为什么要采用电流源 希望交流r大 直流R小 T3rce3 1 T3恒流特性 2 恒流原理 3 静态分析 4 动态分析 27 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 1 加调零电位器RW 5 分析举例 28 2 场效应管差分放大电路 29 例3 电路如图所示 设UCC UEE 12V 1 2 50 Rc1 Rc2 100k RW 200 R3 33k R2 6 8k R1 2 2k Rs1 Rs20 10k 1 求静态工作点 2 求差模电压放大倍数 3 求RL 100k 时 差模电压放大倍数 4 从V1管集电极输出 求差模电压放大倍数和共模抑制比CMRR 设rce3 50