差动放大电路课件

差動放大電路一、直接耦合放大電路特點：適合放大變化緩慢的信號，易於集成，低頻特性好

但級間Q點相互影響，存在零點漂移RC1RC2零點漂移（零漂）——當ui=0時，輸出無規則變化的信號（也稱靜態漂移）引起零點漂移的原因很多，最主要的是溫度的變化RC1RC2對阻容耦合電路，電容隔直使各級的漂移電壓僅限於本級但在直接耦合電路中，每一級的漂移電壓均向後級傳遞，並逐級放大，使末端輸出電壓發生較大的漂移。因此第一級的零點漂移影響最大，必須加以抑制RC1RC2uId——輸入端等效漂移電壓RC1RC2為衡量放大電路零點漂移的嚴重程度，把輸出的漂移電壓折算到輸入端，相當於在輸入端有輸入電壓克服零點漂移最有效的辦法是採用差動放大電路溫漂：溫度每變化1°C在輸出端引起的漂移電壓折算到輸入端溫度是導致零點漂移的最主要的原因溫漂值為微伏級每攝氏度比較理想2.9.2基本差動電路電路由兩個完全相同的共發射極單管放大電路組成T1、T2特性完全相同，電路兩側參數對稱RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____①共模輸入（ui1

=ui2

大小相等、極性相同）2、信號輸入RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____差放電路對共模信號無放大能力當溫度變化時，產生相同的ΔVC1和ΔVC2

，等效於在輸入端加上了一對共模信號——溫漂的抑制RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____②差模輸入（ui1

=－ui2

大小相等、極性相反）RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____可放大差模信號③比較輸入（ui1

、ui2的大小和極性是任意的）RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____I、兩級電路獨立，直接求解兩種處理方法：II運用疊加原理RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____ui1

、ui2可以分解為差模分量和共模分量RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____例如假設ui1=10mV，ui2=4mV，則可以這樣分解：RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____結論：RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____a、對稱的差動電路可抑制零漂b、差動電路輸出抑制共模輸入，對共模信號無放大能力c、對差模輸入有放大能力d、單端輸出時相當於普通的共射極放大電路，其輸出uo1、uo2對零漂無抑制作用RCRC++++_+uo1uo2uoui1ui2____即當溫度變化時，uo1、uo2也會隨之變化為克服這一缺陷，常採用一種典型的差動放大電路單管的漂移仍然存在2.9.3典型差動放大電路1.RE的作用RCRC+++uoui1ui2___+_抑制每個單管放大電路的輸出電壓漂移，穩定電路的靜態工作點。uo2+uo1+RCRC+++uoui1ui2___+_當溫度變化時：溫度↑IC1↑IC2↑IE↑URE↑UBE1↓UBE2↓IB1↓IB2↓IC1↓IC2↓RCRC+++uoui1ui2___+_RE是一個回饋電阻，回饋類型為電流串聯負回饋RE越大，回饋效果越好，抑制單管的漂移作用就越強RCRC+++uoui1ui2___+_差模信號使兩個三極管的集電極電流產生異向的變化（一增一減如ΔiC和-ΔiC

），因此流過RE上的電流維持靜態值2IE不變。RCRC+++uoui1ui2___+_如果忽略RP（阻值很小）上的壓降，則可認為兩個三極管的發射極電位保持不變因此RE對差模信號不起負回饋作用RCRC+++uoui1ui2___+_而如果兩管的集電極電流或集電極電位發生同向的變化時，RE對它們均有電流負回饋作用RE只對共模信號有負回饋作用，對差模信號則沒有，能區別對待這兩類信號。RE也稱共模回饋電阻RE不能太大，否則IC會過小，從而影響Q及電壓放大倍數RE越大，回饋效果越好，抑制單管的漂移作用就越強為降低三極管發射極的電位，獲得合適的Q，引入負電源EERCRC+++uoui1ui2___+_RCRC+++uoui1ui2___+_同時基極電流可由EE提供，因此可去掉基極偏置電阻RB2RP是調零電位器。當輸入電壓為零時，如果輸出電壓不為零，則可通過調節RP來使輸出電壓為零RP對差模信號有負回饋作用，阻值很小，計算時將其忽略RCRC+++uoui1ui2___+_2.電路分析（1）靜態分析

電路結構左右完全對稱，因此只需分析一邊RCRC+++uoui1ui2___+_RCICIBIE2IE+_+_UBERCICIBIE2IE+_+_UBERCRC+++uoui1ui2___+_（2）動態分析

RC++uo1ui1__RC++uo1ui1__RCRC+++uoui1ui2___+_差動放大電路對差模信號的放大倍數與單管放大電路相等差放電路以兩倍數量的元件來換取對零漂的抑制能力如果在輸出端接負載電阻RL，由於兩管集電極的交流電位一正一負，且絕對值相等RCRC+++uoui1ui2___+_因此RL中點的交流電位為零RC++uo1ui1__RCRC+++uoui1ui2___+_RC++uo1ui1__3.輸入輸出方式（1）雙端輸入—雙端輸出RCRC+++uoui1ui2___+_+_uiuo1uo2++__RCRC+++uoui1ui2___+_RCRC+++uoui1ui2___+_+_uiuo1uo2++__++ui1ui2__+_ui++ui1ui2__+_uiiRCRC+++uoui1ui2___+_+_uiuo1uo2++__雙端輸入-單端輸出RCRC+++uoui1ui2___+_+_uiuo1uo2++__（2）單端輸入-單端輸出RCRC++ui1ui2__+_+_uiuo1uo2++__通過RE的耦合作用，兩個三極管同時取得信號例如：ui↑iRE↑iC2↓vE↑uBE2↓uBE2↓的下降表明T2取得了一個極性與T1輸入信號相反的信號。這也可以從兩管的集電極電流看出iC1↑RCRC++ui1ui2__+_+_uiuo1uo2++__當RE足夠大時，將其視為開路RCRC++ui1ui2__+_uiuo1uo2++_RCRC++ui1ui2__+_uiuo1uo2++_由於電路對稱++ui1ui2__+_uiRCRC++ui1ui2__+_uiuo1uo2++_++ui1ui2__+_ui++ui1ui2+_uiRCRC++ui1ui2__+_uiuo1uo2++_RCRC++ui1ui2__+_+_uiuo1uo2++__只要RE足夠大，兩管取得的信號就可以認為是一對差模信號因此單端輸入和雙端輸入的效果是一樣的RCRC++ui1ui2__+_+_uiuo1uo2++__若輸出信號從T1的集電極輸出RCRC++ui1ui2__+_+_uiuo1uo2++__若輸出信號從T2的集電極輸出單端輸出的電壓放大倍數是雙端輸出的一半單端輸入-雙端輸出RCRC++ui1ui2__+_+_uiuo1uo2++__+_uo14.共模抑制比——

KCMRR要求差放電路對差模信號的放大倍數越大越好，而對共模信號的放大倍數越小越好。

KCMRR越大越好實際上，電路不可能完全對稱，KCMRR一般為提高KCMRR的方法使電路參數儘量對稱盡可能增大RE（提高抑制共模能力）例：計算uo1、uo2、uoRCRC+++uoui1ui2___+_uo1uo2++__RCICIBIE2IE+_+_UBE例：計算uo1、uo2、uoRCRC+++uoui1ui2___+_uo1uo2++__運用疊加原理RCRC+++uoui1ui2___+_uo1uo2++__1、共模信號uc=13mV作用單端輸出RC++uc1__2RERCRC+++