典型差分放大电路

1、典型差分放大电路1、 典型差分放大电路的静态分析（ 1）电路组成（ 2）静态工作点的计算静态时： vs1=vs2=0，电路完全对称，所以有I BRs1+UBE +2IERe=VEE又I =（1+） IBE IB1=I B2=IB=VEEU BER s2 1Re通常 Rs<<(1+)Re，UBE =0.7V （硅管） :IB1 =IB2=I B =因：IC1=IC2=I C=I B故： UCE1=UCE2=V CCI C Rc静态工作电流取决于VEE 和 Re。同时，在输入信号为零时，输出信号电压也为零 （uo= Vc1VC2=0），即该差放电路有零输入 零输出。2、差分放大电路的动

2、态分析（1）差模信号输入时的动态分析如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，即vs1=- vs2=或 vs1- vs2= uiduid 称为差模输入信号。在输入为差模方式时， 若一个三极管的集电极电流增大时，则另一个三极管的集电极电流一定减小。在电路理想对称的条件下，有：ic1=-ic2。Re 上的电流为：iE=iE1+i E2=（I E1+ ie1）+（IE2+ ie2 ）电路对称时，有I E1= IE2 = I E、ie1=- ie2，使流过 Re 上的电流 iE=2IE不变，则发射极的电位也保持不变。差模信号的交流通路如图:差模信号下不同工作方式的讨论: 双端输入 双端输出放大倍数：当输

3、入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时，称之为双端输入双端输出 ,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同，无负载的情况下:uovo1vo22vo1R cA udvs1vs22vs1R srbeuid当两集电极 c1、c2间接入负载电阻RL 时，双端输入 双端输出时的差模电压放大倍数为：A uduoRL'R'LRc / R LuidR srbe? 输入电阻：2uid2i b R s2i bR srbe2i b R s2rbeR i di bi b输出电阻： Rod2Rc 双端输入 单端输出? 放大倍数：A uduovo1v o1R cuidvs

4、1vs22vs12 R srbe? 输入电阻： Rid=2rbe? 单端输出时的等效电阻为： RodRc（ 2）共模输入时的动态分析如果两个输入端信号大小相等、相位相同，即： vs1=vs2=uic 则称为共模输入信号，用 uic 表示 。其共模交流通路如图 : 双端输入 双端输出输出的共模电压uoc=vc1vc2=0，双端输出时的共模电压增益为： 双端输入 单端输出其共模电压增益为uocv c1vc20A ucuicuicuocvc1vc2R cA ucuicuic2R euic计算共模放大倍数Avc 时，由于两个输入信号相等， Re 等效为 2Re。Avc 的大小，取决于差分电路的对称性，

5、双端输出时等于零 。单端输出时交流通路如图所示。Avc1 = voc1vic-R 'L(1)2Rerbe- R'L2Reuocv c1vc2综上 : A udu ovo1vo22vo1R cuidvs1vs22vs1R srbeA ucuic0(2)双端输入单端输出差模电压放大倍数uicAv d1vo1vo1- 1 (Rc / RL )-1 RL'vidvi 1 - vi 22rbe2 rbe共模抑制比 KCMRAVD 或K CMR20 lgA VDdBA VCK CMRAVC双端输出时由于Avc 等于零，KCMR 可认为等于无穷大， 单端输出时共模抑制比： K CMR

6、Avd1R'L / 2rbe ReAvc1R'L / 2Rerbe恒流源电路的基准电流为：IREFIE4=VCCVEE U BE4R1 R2又因 IE3R3IE4R2，所以有 I0IE3R 2I E4R 2I REFR 3R 3即三极管 V3 、 V4 及 R1、R2、R3 等值确定，则 I0 为一定值 。差模特性741 型运放 Av O 的频率响应 -开环差模电压增益 AvO开环带宽 BW (fH)单位增益带宽 BWG (fT)差模特性2. 差模输入电阻 rid 和输出电阻 ro? BJT 输入级的运放 rid 一般在几百千欧到数兆欧? MOSFET 为输入级的运放 rid

7、1012? 超高输入电阻运放 rid1013、 IIB 0.040pA? 一般运放的 ro200，而超高速 AD9610 的 ro0.053. 最大差模输入电压 Vidmax共模特性1. 共模抑制比 KCMR 和共模输入电阻 ric一般通用型运放KCMR 为（ 80120）dB，高精度运放可达140dB，ric100M。2. 最大共模输入电压 Vicmax一般指运放在作电压跟随器时，使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压幅值，高质量的运放可达±13V。功率放大器性能分析(1) 输出功率 :PoI cm ? Vcem1 I cmVcem1I cm2RL1 Vcem222222 RL如

8、果输入足够大 ,使输出达到最大值CC-VCES,此时的功率为最大不失真输出功率 Pom Pom1VCC - VCES21 VCC22RL2 RL(2)电源提供的功率每个电源只提供半个周期的电流,电源提供的平均功率为：PV 2VCC12VCC I cm2I cm ?sin t d ( t)0(3) 电路的效率电路的效率是指输出功率与电源提供的功率之比:12Po2I cmRLI cmRLVcemPV2VCC I cm?4 VCC4 VCC在输出最大 (Vom CC)时得到最大输出功率 :PomI cmVCC / 2VCC I cm78.5%PV24(4)管耗(VCC - vo ) vo d t2voVom sin t 时PT 1101 (VCCVom - Vom )2RLRL4VCC2Vom=0 时管耗为 0Vom= VCC 时管耗为 :PT 14RL4(5) 最大管耗与输出功