第12讲 差分放大电路(改版).ppt

1 讲课内容 差分放大电路 模拟电子技术基础 主讲教师 王少华 陕西理工学院电信工程系 2 知识回顾 多级放大电路耦合方式 直接耦合 阻容耦合变压器耦合 光电耦合 直接耦合电路特点 放大变化缓慢信号 便于集成化 存在其特殊问题 本次课研究讨论 3 1 零点漂移现象 uI 0时 uO 0 2 产生原因 温度变化 UCEQ偏离设定值而缓慢漂动 温漂电压 会被逐级放大 第一级影响最大 3 克服零漂方法 差分放大电路 3 3 1零点漂移 UCEQ 3 3直接耦合放大电路 4 3 3 2基本形式差分放大电路 1 静态时Ui1 Ui2 0Uo UCQ1 UCQ2 0 温度 ICQ1 ICQ2 UCQ1 UCQ2 Uo UCQ1 UCQ2 0 结构对称 参数一致 T1 T2 VCC 5 2 共模信号Uic及共模放大倍数Auc 等值 极性相同 温漂 干扰 理想对称 单端输出时Auc T2 T1 T2 VCC VCC T1 6 3 差模信号Uid及差模电压放大倍数Aud 等值 极性相反 有效信号 Aud同单管放大电路 VCC 7 阶段提示 1 基本差分电路抑制Uic 单端输出时温漂无改善 理想对称 难 实际Auc 0 双端输出要求参数对称 Aud同单管共射电路 多用1只晶体管为代价 克服温漂 2 放大Uid 8 3 3 3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 9 1 静态分析 令uI1 uI2 0 参数对称 10 2 抑制共模信号uIC uI1 uI2 uIC Re共模负反馈电阻 T uIC iC1 iC2 iE uE uBE iB1 iB2 iC1 iC2 11 单端输出 Ac1 uE 2 iE1 Re iE1 2Re对单边T 射极等效电阻为2Re Re Auc 当电路不对称 或单端输出 都抑制温漂 12 3 放大差模信号uId Re iE1 iE2 iE iE1 iE2 0 uE iERe 0 即Re对uId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 uI1 uI2 1 2uId 13 差模信号作用时的动态分析 14 思考题 社会在发展 科学无止境 Re越大 共模负反馈越强 电路性能越好 Re越大 为使静态电流不变 要求VEE越大 如何在低VEE条件下 得到很大的Re 15 实际应用中 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 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 4差分放大电路的四种接法 1 双端输入 双端输出 输入 输出端都没有接 地 点 16 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 17 2 输入差模信号 输入不变 从T2集电极输出时 Ad 18 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 19 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 20 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 21 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 22 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 23 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 解决方法 采用电流源 如何在低VEE条件下 得到很大的Re 24 3 3 5恒流源差分电路 1 T3恒流特性 2 恒流原理 3 静态分析 4 动态分析 25 1 T3恒流特性 4 动态分析 2 恒流原理 3 静态分析 26 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 分析举例 27 2 场效应管差分放大电路 28 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 50k 29 解 1 静态工作点 设UBE3 0 6V 则 30 所以一般估算时 认为UB 0 31 2 差模电压放大倍数 其中 3 当RL 100k 时 32 4 当单端输出时 从V1管c1极输出 其中 单端输出时 共模电压放大倍数为 33 式中 而 所以 34 故 其共模抑制比为 35 讨论 1 Re对uIC 单边等效为2Re 对uId 射极通地 不降低Aud 3 共模抑制比KCMR 综合考察差分电路放大uId 抑制uIc的能力 理想值KCMR 实际值60 120dB 2 RL对uIC iL uOC RL