差动放大电路

3 2差动放大电路 3 2 1双极型三极管差动放大电路3 2 2场效应管差动放大电路3 2 3差动放大电路的传输特性 问题 零点漂移 前一级的温漂将作为后一级的输入信号 使得当ui等于零时 uo不等于零 有时会将信号淹没 直接耦合电路的特殊问题 电路由两个完全相同的共发射极单管放大电路组成 T1 T2特性完全相同 电路两侧参数对称 3 2 1双极型三极管差动放大电路 一 电路的组成与基本原理 温度T IC IE UE 2IERE UBE IB IC RE的作用 设ui1 ui2 0 RE具有共模负反馈作用 VCC 共模输入 ui1 ui2大小相等 极性相同 2 信号输入 差放电路对共模信号无放大能力 当温度变化时 产生相同的 UC1和 UC2 等效于在输入端加上了一对共模信号 差模输入 ui1 ui2大小相等 极性相反 可放大差模信号 任意输入的信号 ui1和ui2都可分解成差模分量和共模分量 例如假设ui1 10mV ui2 4mV 则可以这样分解 3 共模抑制比 KCMR 例 Aud 200Auc 0 1KCMR 20lg 200 0 1 66dB CMR CommonModeRejectionRatio KCMR KCMR dB 分贝 4 静态工作点的分析 R R uo ui1 RC T1 RB RC T2 RB ib2 ib1 ic2 ic1 ui2 E VCC 电路结构 5 电流源式差放电路 电流源 ui1 静态分析 主要分析T3管 UR2 UE3 IE3 IC3 1 电流源相当于阻值很大的电阻 2 电流源不影响差模放大倍数 3 电流源影响共模放大倍数 使共模放大倍数减小 从而增加共模抑制比 理想的电流源相当于阻值为无穷大的电阻 所以共模抑制比是无穷大 电流源的作用 二 差放电路的动态性能分析 1 差模特性 差模信号通路 1 差模放大倍数 单边差模放大倍数 总的差动电压放大倍数为 差放电路以两倍数量的元件来换取对零漂的抑制能力 由于两管集电极的交流电位一正一负 且绝对值相等 因此RL中点的交流电位为零 如果在输出端接负载电阻RL Rod 2RC 输入电阻 输出电阻 2 输入输出电阻 2 共模特性 RE对共模信号有抑制作用 uoc2 uoc1 ic1 ic2 VCC uoc RC T1 RB RC T2 RB RE VEE uic 共模信号通路 uoc RC T1 RB RC T2 RB 2RE uic1 uoc2 uoc1 ic1 ic2 uic2 2RE 1 共模放大倍数 Auc 0 KCMR 共模抑制比 2 输入输出电阻 Roc 2RC RB 三 差放电路的输入输出方式 1 双端输入双端输出 Rod 2RC 2 双端输入单端输出 T1 Rod RC 若由T2端输出Aud 单端输出时 Auc RE越大 共模抑制能力越强 3 单端输入双端输出 Rod 2RC 信号通过发射极耦合到另一输入端 ib1 4 单端输入单端输出 T1 Rod RC 差动放大电路的性能指标 总结 RL 时 双端输出时Aud与单管Au相同 单端输出时为Au的一半 双端输出时Rod 2RC 单端输出时Rod RC 双端输出时两管的温度漂移互相抵消 KCMR 单端输出时由于引入共模负反馈 KCMR较高 单端输出时可选择从不同的管子输出 使uo与ui反相 单端输入时由于引入共模负反馈 仍工作在差分状态 Rid 2 RB rbe 例 1 估算静态值IC1 IC2 UC1 UC2 2 求uC1 uC2 uo 1 静态分析 共模信号uic 13mV作用 单端输出 2 交流分析 双端输出 双端输出 差模信号uid 6mV作用 3 2 2场效应管差动放大电路 设电流源为理想的 则Auc 0 双端输出时 单端输出 uo1 时 高输入电阻放大器 3 2 3差动放大电路的传输特性 了解差动放大电路的小信号线性工作范围 大输入信号时输