模拟电子技术85课件

模拟电子技术

项目三集成运算放大器基础

（任务二典型差动放大电路分析）

1项目三集成运算放大器基础

集成运算放大器的组成及符号差动放大电路的工作原理典型差动放大电路分析差动放大电路的工作原理集成运算放大器的组成及符号任务二

典型差动放大电路分析

由于差动电路中两晶体管的集电极电位和发射极电位分别相等，故此负载支路中无电流，RL支路可拿掉。

差动电路由于两边对称，所以取一边计算即可。由输入回路可得：于是：输出回路响应为：1.静态分析任务二典型差动放大电路分析

差动放大电路的直流通道

差模输入下，电路对称点的信号大小相等，极性相反。由于交流下直流信号为零，所以其交流通道为：

由半电路可得其电压放大倍数：输入电阻输出电阻：2.动态分析任务二典型差动放大电路分析差模放大倍数：差模输入电阻：差模输出电阻：由此看出，双端输入双端输出的差动放大电路的差模电压放大倍数等于其半电路的放大倍数，相当于一个单管共射放大电路的放大倍数。但电路的输入电阻和输出电阻是半电路的两倍。任务二典型差动放大电路分析

3.差动放大电路的类型

单端输入差动放大电路的差模电压放大倍数仅决定于电路的输出形式，其输入电阻和双端输入时一样，但电路的抑制共模能力同样受输出形式的影响而降低。任务二典型差动放大电路分析

双端输出情况下，差动放大电路两管的输出稳定在静态值，从而有效地抑制了零点漂移。Re数值越大，抑制零漂的作用越强。即使电路处于单端输出方式，电路仍有较强的抑制零漂能力。由于Re上流过两倍的集电极变化电流，其稳定能力比射极偏置电路更好。此外，采用双电源供电，可以使UB1＝UB2≈0，从而使电路可适应正、负两种极性的输入信号，扩大了应用范围。任务二典型差动放大电路分析

4.共模抑制比

差动放大电路两输入端的输入信号，不仅仅只是一个单纯的差模信号或者一个单纯的共模信号，还可以是大小不等的任意信号，信号的输入方式如前面图所示。此时，可以将其分解为差模信号与共模信号。差模信号为两输入信号之差，即：uid=ui1-ui2（4.6）

（4.5）

任务二典型差动放大电路分析

共模信号为两输入信号的算术平均值

（4.7）则

（4.8）（4.9）此时可利用叠加原理来求总的输出电压，即

(4.10)任务二典型差动放大电路分析

差模信号是有用信号，共模信号是无用信号或者是干扰噪声等有害信号。所以，在差动放大器的输出电压中，总希望差模输出电压越大越好，而共模输出电压越小越好。为了表明差动放大器对差模信号的放大能力及对共模信号的抑制能力，常用共模抑制比作为一项重要技术指标来衡量，其定义为放大电路对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的放大倍数Auc之比的绝对值，即(4.11)共模抑制比有时也用分贝(dB)数来表示:(4.12)任务二典型差动放大电路分析

一般情况下，KCRM可达60dB以上，高质量的差动放大电路KCMR可达120dB。

已知图示电路中＋UCC=12V，－UEE=－12V，三个三极管的电流放大倍数β均为50，Re=33kΩ，RC=100kΩ，R=10kΩ，RW=200Ω，稳压管的UZ=6V，R1=3kΩ.试估算：①该放大电路的静态工作点Q；②差模电压放大倍数；③差模输入电阻和差模输出电阻。解例①任务二典型差动放大电路分析

解②由于恒流源上的电流恒定，当差模信号输入时，对称的两个三极管就会一个射极电流增大，另一个射极电流减小，且增大和减小的数值相同，所以RW上的中点交流电位为零，其交流通路如下图所示：可得电路中电压增益为：

式中：任务二典型差动放大电路分析

归纳：对于单端输出的差动放大电路，要提高共模抑制比，首先应当提高Re的数值。但集成电路中不易制作大阻值的电阻，因为静态工作点不变时，加大Re的数值，势必增加其直流压降，提高电源－VEE的数值，采用过高数值的VEE显然是