《模拟电子技术》 吴建军教材 课件 4.3 差分放大电路

授课教师：授课对象：模拟电子技术第四章

集成运算放大电路第四章

集成运算放大电路4.14.2集成运算放大器概述集成运算放大器中的电流源目录4.3差分放大电路4.4功率放大电路4.5集成运放的中间级4.6集成运算放大器的典型电路4.7集成运算放大器的主要参数4.8集成运算放大器的使用注意事项1.电路组成

在理想情况下，电路中左右两部分三极管的特性和电阻的参数均完全相同差分放大电路的基本形式输入端输入端输出端基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法1.电路组成

②如果温度升高使ICQ1增大，UCQ1减小，则ICQ2也将增大，UCQ2也将减小，而且两管变化的幅度相等，结果和输出端的零点漂移将互相抵消。2.差模输入电压和共模输入电压

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2.差模输入电压和共模输入电压

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2.差模输入电压和共模输入电压

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2.差模输入电压和共模输入电压通常情况下：

差模输入电压反映了有效的信号；

共模输入电压反映由于温度变化而产生的漂移信号，或者是随着有效信号一起进入放大电路的某种干扰信号。求任意输入uI1、uI2的响应：

分析差分放大电路对差模输入信号和共模输入信号的响应，利用叠加定理即可完整地描述差分放大电路对所有各种输入信号的响应。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比（1）差模电压放大倍数：

通放大电路对差模输入电压的放大倍数，Ad表示。

（2）共模电压放大倍数：

通放大电路对共模输入电压的放大倍数，Ac表示。

通常希望差分放大电路的差模电压放大倍数愈大愈好，而共模电压放大倍数愈小愈好。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比（3）共模抑制比

差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，一般用对数表示，单位为dB。

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比

差分放大电路的特点是，多用一个放大管后，虽然电压放大倍数没有增加，但是换来了对零漂的抑制。由于该差分放大电路温度漂移与单管放大电路相同，丝毫没有改善。因此，在实际工作中一般不采用这种基本形式的差分放大电路。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法1.电路形式

在基本形式差分放大电路的基础上，两个放大管的发射极接入一个电阻Re，Re的作用是引入一个共模负反馈，对共模信号有负反馈作用，而对差模信号没有负反馈作用。Re越大共模负反馈作用越强，抑制零点漂移的效果越好。

引入VEE后来补偿Re上的直流压降,以免输出电压变化范围减小，静态基极电流可由VEE提供。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2.静态分析

静态时，输入信号uI1=uI2=0,电路完全对称。各对应元件的电流、电压值相等。Re折合成2ReR(–VEE)VEE+VccRc2Re基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2.静态分析

静态时，输入信号uI1=uI2=0,电路完全对称。各对应元件的电流、电压值相等。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.动态分析(1)双端输入双端输出差模电压放大倍数电路对称,

公共元件RL中点相当于公共点，Re不起作用，相当于短路。差模信号输入时uI1+VCC+-uOuI2RRRcRcVT1VT2ReRL-VEER1RCRL/2rbe∆uId

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法

3.动态分析(1)双端输入双端输出差模电压放大倍数R1RCRL/2rbe∆uId

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.动态分析(2)双端输入双端输出共模电压放大倍数

在差分放大电路中无论是温度变化还是电源电压的波动都会引起两管集电极电流向相同方向变化，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号.

由于电路具有对称性，在理想情况下可使双端输出电压不变，从而抑制了共模信号。同时Re越大，对共模信号的抑制能力越强，所以Re称为共模抑制电阻。

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.动态分析

（2）动态参数

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法1.电路形式

利用恒流源作为有源负载来代替长尾式差分放大电路中电阻Re，成为具有恒流源负载的差分放大电路。恒流源式差分放大电路简化画法基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2.静态分析：通常可从确定恒流三极管的电流开始。

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3.动态分析（1）差模信号输入时，恒流源不起作用，Ad，Rid，Rod均与长尾式电路相同。（2）共模信号输入时，恒流源起作用，相当于一个很大的长尾电阻取代Re，Ac极小。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法解：（1）静态工作点基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法

基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法分析关键

差分放大器的分析方法画图关键画半边等效电路图处理好公共元件静态:

RL开路

RE加倍

共模:

RL开路

RE加倍

差模:

RL一半

RE短路

电

路

对

称基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法1、双端输入、双端输出基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法2、双端输入、单端输出将双端信号转化为单端信号基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法3、单端输入、双端输出将单端信号转化为双端输出基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法4、单端输入、单端输出比一般的单管放大电路抑制零漂能力强,可使输入、输出电压反相或同相。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法差分放大电路四种接法的性能比较

接法性能差分输入双端输出差分输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出特性1.Ad与单管放大电路基本相同。

2.在理想情况下，KCMR∞。

3.适用于差分输入、双端输出，输入信号及负载的两端均不接地的情况。1.Ad

约为双端输出时的一半。

2.由于引入共模负反馈，仍有较高的KCMR。

3.适用于将双端输入转换为单端输出。1.Ad与单管放大电路基本相同。

2.在理想情况下，KCMR∞。

3.适用于将单端输入转换为双端输出。1.Ad

约为双端输出时的一半。

2.比单管放大电路具有较强的抑制零漂的能力。

3.适用于输入、输出均要求接地的情况。

4.选择不同管子输出，可使输出电压与输入电压反相或同相。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路恒流源差分放大电路总结与思考4.3差分放大电路差分放大电路的四种接法总结与思考3、差分放大器利用电路的对称性和Re上的共模负反馈来有效的抑制零点漂移，提高了共模抑制比，在应用中常作为多级放大电路的输入级，用于消除温漂信号和干扰信号。1、长尾式差分放大电路和恒流源式差分放大电路的分析方法。2、介绍了差分放大电路的四种接法及应用。画半边等效电路图，处理好公共元件。基本形式差分放大电路长尾式差分放大电路