直接耦合放大电路

1、uituOt输入电压为零时，输出电压偏离其输入电压为零时，输出电压偏离其初始值上下漂动的现象。初始值上下漂动的现象。什么叫零点漂移？什么叫零点漂移？产生零点漂移的主要原因产生零点漂移的主要原因 放大器件的参数（放大器件的参数（、ICEO等）等）因受温度影响而发生波动，使其因受温度影响而发生波动，使其Q点不稳定，而直耦方式使工作点的变化得以逐级传递和放大。点不稳定，而直耦方式使工作点的变化得以逐级传递和放大。零点漂移对放大电路的影响零点漂移对放大电路的影响漂移信号混在有用信号中，对输出信号形成干扰，严重时漂移信号混在有用信号中，对输出信号形成干扰，严重时会使放大电路的工作点进入非线性区而产生失真

2、，甚至将会使放大电路的工作点进入非线性区而产生失真，甚至将有用信号湮没。有用信号湮没。 级数越多，增益越高，零漂愈严重，级数越多，增益越高，零漂愈严重，第一级第一级的零漂影响最严重。的零漂影响最严重。温度变化温度变化最主要；最主要；电源电压波动和元器件参数的变化。电源电压波动和元器件参数的变化。3.3 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 (p154)零输入零输入零输出零输出若若V与与UC的变的变化一样，则化一样，则输出电压就输出电压就没有漂移没有漂移信号特点？能信号特点？能否放大？否放大？零点零点漂移漂移参数理想对称：参数理想对称：Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T

3、2特性相同特性相同继续 3.3.2 差动放大电路差动放大电路长尾式差分放大电路的组成特点长尾式差分放大电路的组成特点典型典型电路电路信号特点？信号特点？概念 一、差动放大电路的相关概念一、差动放大电路的相关概念差放的性能特点：差放的性能特点：可以有效地抑制零点漂移。可以有效地抑制零点漂移。1 1、 “ “差动放大差动放大”的含义是什么？的含义是什么？差放的结构特点：差放的结构特点：平衡（对称）平衡（对称）2 2、 差动放大电路的主要特点是什么？差动放大电路的主要特点是什么？差动放大电路也叫差分放大电路，简称差动放大电路也叫差分放大电路，简称差放差放。即差放只是即差放只是放大两个输入信号之差放大

4、两个输入信号之差。差放差放ui1ui2uO1uO212“差动放大差动放大”有差别才放大。有差别才放大。3 3、差模信号、共模信号和任模信号、差模信号、共模信号和任模信号差放差放ui1ui2共模信号：共模信号：（大小相等极性相同）（大小相等极性相同）差模信号：差模信号：（大小相等而极性相反）（大小相等而极性相反）ui1=ui2=uiC21iiuu 任模信号：任模信号：ui1 、ui2 既非共模信号亦非差模信号。既非共模信号亦非差模信号。任模信号可以分解为共模分量与差模分量的组合。任模信号可以分解为共模分量与差模分量的组合。;21iiiduuu );(2121iiiCuuu+ + ;211idiC

5、iuuu+ + ;212idiCiuuu 4 4、任模信号的分解、任模信号的分解21iiiduuu 差模输入信号差模输入信号.例如：例如： ui1=5mV；ui2=- -3mV21iiiduuu mV8 mV1 mVmV 41+ + mVmV41 )(2121iiiCuuu+ + 211idiCiuuu+ + 212idiCiuuu 给电路加上正给电路加上正的共模信号的共模信号 21,BBii Eu 21BEBEuu、 21,EEii 21,BBii共模负反馈共模负反馈假设加上假设加上差模信号差模信号 21,BBii 21,EEii不不变变Eu无负反馈作用无负反馈作用 1、长尾式差动放大电路、

6、长尾式差动放大电路（1 1）电路结构）电路结构 T1、T2差分对管组成对称电路。差分对管组成对称电路。 采用双电源供电采用双电源供电EC - -EE。;21CCCRRR ;21bbbRRR ;21 bebeberrr 21T1、T2的发射极同时接长尾电阻的发射极同时接长尾电阻Rem，其作用是引入其作用是引入共模负反馈共模负反馈，T1 RbRb- -EERemuO1ui1 RCECRCui2T2uO2 IB IBICIEIE2IEIC抑制共模信号，抑制共模信号， 但对差模信号没有负反馈作用。但对差模信号没有负反馈作用。两管的两管的零点漂移零点漂移相同，等同于在两个输入端加了相同，等同于在两个输入

7、端加了共模信号共模信号，（2 2）抑制零点漂移的原理）抑制零点漂移的原理由于由于Rem具有共模负反馈作用，因而使零点漂移受到抑制。具有共模负反馈作用，因而使零点漂移受到抑制。Rem愈大，电路对称性越好，抑制零漂移的效果愈好；愈大，电路对称性越好，抑制零漂移的效果愈好；抑共模，含零漂；放大差模，质量好抑共模，含零漂；放大差模，质量好 差放电路质量好，结构对称是关键差放电路质量好，结构对称是关键 二、二、 基本差动放大电路基本差动放大电路0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1O + + + + uuuuuuu0 cIcOcc AuuA，参参数数理理想想对对称称时时共共模模放放大大倍倍数数C21C

8、C21CB21Buuiiii IcI2I1uuu 对于每一边电路，对于每一边电路，Re=?C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiii iE1= iE2，Re中电流不变，即中电流不变，即Re 对差模信号无反馈对差模信号无反馈2/IdI2I1uuu （3 3）静态分析）静态分析T1 RbRb- -EERemuO1ui1 RCECRCui2T2uO2 IB IBICIEIE2IEIC因电路对称，只需讨论单管。因电路对称，只需讨论单管。;21CCCIII ;21BBBIII ;21EEEIII EemEBEbBERIURI + + +2;)1 ( 2embBEEBRRUEI + + + ;BC

9、II ;CCCCRIEU BEBBEURIU 0ECCCCEURIEU ;BEU BECCCURIE+ + Rem愈大，电路对称性越好，抑制零漂移的效果愈好；愈大，电路对称性越好，抑制零漂移的效果愈好；Rem Rem上的直流压降上的直流压降EE ；同时大电阻在集成电路同时大电阻在集成电路中亦不易实现，中亦不易实现， 因此实际中常用恒流源代替因此实际中常用恒流源代替Rem。偏置采用恒流源，差放性能更理想偏置采用恒流源，差放性能更理想 RLRbRbui1 RCECRCui2- -EEIEErO（1 1）电路结构）电路结构（2 2）静态分析）静态分析IBIBICIEIE由于电路对称，由于电路对称，;

10、21EEEII ;21EEECIII );1/( + + EBIIBEBEBBEUURIU 0ECCCCEURIEU 求电路的静态工作点由恒流源入手。求电路的静态工作点由恒流源入手。BECCCURIE+ + 2、恒流源式差动放大电路、恒流源式差动放大电路 )(2bebBIdrRiu+ + 为什么？为什么？bebLcd)2( rRRRA+ + 差模放大倍数差模放大倍数IdOdduuA )2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR + + ，继续 差动放大器的动态分析差动放大器的动态分析 动态参数：动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR共模抑制比共模抑制比KCMR：综合考察

11、差分放大电路放大：综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。差模信号的能力和抑制共模信号的能力。下，下，在参数理想对称的情况在参数理想对称的情况 CMRcdCMRKAAK继续RbRb RCECRC- -EEIEErORbRb RCECRC- -EEIEErO根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有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+ +- -uid+ +- - uORbRb RCECRC- -EEIEErO+ +- -uO+ +- -uid+ +- - uORbRb RCECRC- -EEIEErO+ +- -uOuiduid双双入入双双出出双双入入

12、单单出出单单入入双双出出单单入入单单出出四种接法四种接法 1. 双双端输端输入单入单端输端输出出：Q点分析点分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU + + 输入回路没有变化，所输入回路没有变化，所以以IEQ、IBQ、ICQ与双端与双端输出时一样，但是输出时一样，但是UCEQ1 UCEQ2继续1. 双端输入单端输出：双端输入单端输出：差模差模信号作用下的分析信号作用下的分析bebLcd)( 21rRRRA+ + cobebi)(2RRrRR + + ，继续(/);2()odCcLIdBbbeuiRRuiRr + +1. 双端输入单端输出：双端输入单端输出：共模

13、共模信号作用下的分析信号作用下的分析bebLcd)( 21rRRRA+ + ebebLcc)1(2)( RrRRRA + + + + bebebebCMR)1(2rRRrRK+ + + + + 继续1. 双端输入单端输出：问题讨论双端输入单端输出：问题讨论bebLcd)( 21rRRRA+ + （1）什么情况下）什么情况下Ad为为“”？（2）双端输出时的）双端输出时的Ad是单端输出时的是单端输出时的2倍吗？倍吗？bebebebCMR)1(2rRRrRK+ + + + + cobebi)(2RRrRR + + ，22. 单端输入双端输出单端输入双端输出共模输入电压共模输入电压差模输入电压差模输入

14、电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：2/IIcIIduuuu，继续2. 单端输入双端输出单端输入双端输出OQIcIdO2UuAuAu+静态时的值静态时的值差模输出差模输出共模输出共模输出3. 最后，对最后，对单入、单出电路单入、单出电路，其静、动态分析与，其静、动态分析与双入单出同；对输入信号的分析与单入双出同。双入单出同；对输入信号的分析与单入双出同。单入、双出电路单入、双出电路与双入、双与双入、双出电路的出电路的Q点及动态参数分点及动态参数分析完全相同析完全相同比较3. 四种接法的比较四种接法的比较 (电路理想对称电路理想对称)输入方式

15、输入方式： Ri均为均为2(Rb+rbe)；双入无共模，单入有共模；双入无共模，单入有共模输出方式输出方式：Q点、点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关均与之有关coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA + + 双双端端输输出出： cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1(2 )1(2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA + + + + + + + + + + + 单单端端输输出出：小结说明：说明： 差放的动态指标与输入方式无关；差放的动态指标与输入方式无关；差放的增益、输出电阻以及共模抑制比与输出方式有关。差放的增益、输出电阻以及

16、共模抑制比与输出方式有关。双端输出可以更加有效地抑制零点漂移。双端输出可以更加有效地抑制零点漂移。关于差动放大电路动态分析的小结关于差动放大电路动态分析的小结不管差放的输入方式和输入信号的类型是什不管差放的输入方式和输入信号的类型是什么，差放的输出电压都可以用下式来计算：么，差放的输出电压都可以用下式来计算：如果输入信号仅有差模成分时，如果输入信号仅有差模成分时，差放差放ui1ui2uO1uO212iCuCidudOuAuAu+ + idudOuAu 如果输入信号仅有共模成分时，如果输入信号仅有共模成分时，iCuCOuAu 当输入信号为任模信号时，将之分解为共模分量和差模分量的当输入信号为任模

17、信号时，将之分解为共模分量和差模分量的组合，然后代入组合，然后代入 中进行计算。中进行计算。iCuCidudOuAuAu+ + , 1 . 0,100 uCudAA)(sin3),(sin521mVtumVtuii 例如：已知某差放的例如：已知某差放的，写出输出电压，写出输出电压uo的表达式。的表达式。iCuCidudOuAuAu+ + tt sin)1 . 0(sin8100 + + )(sin)1 . 0800(mVt + + );(sin821mVtuuuiiid )(sin)(2121mVtuuuiiic + + 四四、改进型差分放大电路改进型差分放大电路 (p165)(具有恒流源的差放具有恒流源的差放) 为什么要采用电流源？为什么要采用电流源？ Re 越大，共模负反馈越强，越大，共模负反馈越强，Ac越小，越小，KCMR越越大，差放性能越好大，差放性能越好 为使静态电流不变，为使静态电流不变，Re 越大，越大，导致导致VEE越越大大R