清華模電講義PPT課件

1、第十一講第十一講 差分放大電路差分放大電路一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因二、長尾式差分放大電路的組成三、長尾式差分放大電路的分析四、差分放大電路的四種接法五、具有恒流源的差分放大電路六、差分放大電路的改進(jìn)第1頁/共25頁一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因1. 什么是零點漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動，元器件老化。其中晶體管的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂?？朔仄姆椒ǎ阂胫绷髫?fù)反饋，溫度補償。 典型電路：差分放大電路第2頁/共25頁二、長尾式差分放大電路的組成二、長尾式差分放大電路的組成零輸入零輸出若V與UC的變化一樣

2、，則輸出電壓就沒有漂移信號特點？能否放大？零點漂移參數(shù)理想對稱：Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T2在任何溫度下特性均相同。第3頁/共25頁長尾式差分放大電路的組成特點長尾式差分放大電路的組成特點典型電路在理想對稱的情況下：1. 克服零點漂移；2. 零輸入零輸出。信號特點？第4頁/共25頁三、長尾式差分放大電路的分析三、長尾式差分放大電路的分析 1. Q點：令uI1= uI2=002CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIIIeBEQEEEQBQbeEQBEQBQEE22RUVIIRRIUIV很小，所以

3、小，且因為Rb是必要的嗎？第5頁/共25頁1. Q點eEQBEQBQEE2RIUIVBEQcCQCCCEQEQBQ1URIVUII，晶體管輸入回路方程：eBEQEEEQ2RUVI通常，Rb較小，且IBQ很小，故第6頁/共25頁2. 抑制共模信號 0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1Ouuuuuuu0 cIcOccAuuA，參數(shù)理想對稱時共模放大倍數(shù)C21CC21CB21Buuiiii共模信號：數(shù)值相等、極性相同的輸入信號，即IcI2I1uuu第7頁/共25頁2. 抑制共模信號 ：Re的共模負(fù)反饋作用0 cIcOccAuuA參數(shù)理想對稱時共模放大倍數(shù)Re的共模負(fù)反饋作用：溫度變化所引起的變化

4、等效為共模信號對于每一邊電路，Re=?如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。第8頁/共25頁3. 放大差模信號C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiiiiE1= iE2，Re中電流不變，即Re 對差模信號無反饋作用。2/IdI2I1uuu差模信號：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號，即第9頁/共25頁 )(2bebBIdrRiu為什么？差模信號作用時的動態(tài)分析bebLcd)2( rRRRA差模放大倍數(shù)IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR，第10頁/共25頁4. 動態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、 R

5、o、 Ac、KCMR共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號的能力和抑制共模信號的能力。下，在參數(shù)理想對稱的情況CMRcdCMRKAAK 在實際應(yīng)用時，信號源需要有“ 接地”點，以避免干擾；或負(fù)載需要有“ 接地”點，以安全工作。 根據(jù)信號源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。第11頁/共25頁四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法 1. 雙端輸入單端輸出：Q點分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU 由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出

6、時一樣。但是UCEQ1 UCEQ2。第12頁/共25頁1. 雙端輸入單端輸出：差模信號作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAcobebi)(2RRrRR，第13頁/共25頁1. 雙端輸入單端輸出：共模信號作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAebebLcc)1 (2)( RrRRRAbebebebCMR)1 (2rRRrRK第14頁/共25頁1. 雙端輸入單端輸出：問題討論bebLcd)( 21rRRRA（1）T2的Rc可以短路嗎？（2）什么情況下Ad為“”？（3）雙端輸出時的Ad是單端輸出時的2倍嗎？bebebebCMR)1 (2rRRrRKcobebi)(2RRrRR，第15頁

7、/共25頁2. 單端輸入雙端輸出共模輸入電壓差模輸入電壓 輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入： 在輸入信號作用下發(fā)射極的電位變化嗎？說明什么？2/IIcIIduuuu，第16頁/共25頁2. 單端輸入雙端輸出OQIcIdO2UuAuAu靜態(tài)時的值差模輸出共模輸出問題討論：（1）UOQ產(chǎn)生的原因？（2）如何減小共模輸出電壓？第17頁/共25頁3. 四種接法的比較：電路參數(shù)理想對稱條件下輸入方式： Ri均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時無共模信號輸入，單端輸入時有共模信號輸入。輸出方式：Q點、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與之有關(guān)。coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA雙

8、端輸出：cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1 (2 )1 (2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA單端輸出：第18頁/共25頁五五、具有恒流源的差分放大電路、具有恒流源的差分放大電路 為什么要采用電流源？ Re 越大，共模負(fù)反饋越強，單端輸出時的Ac越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。 需在低電源條件下，得到趨于無窮大的Re。解決方法：采用電流源！第19頁/共25頁五五、具有恒流源的差分放大電路、具有恒流源的差分放大電路3BEQEE2123EB32RUVRRRIII，等效電阻為無窮大近似為恒流第20頁/共25頁1) RW取值應(yīng)大些？還是小些？2) RW對動態(tài)參數(shù)的影響？3) 若RW滑動端在中點，寫出Ad、Ri的表達(dá)式。2)1 (WbebcdRrRRAWbebi)1 ()(2RrRR六、差分放大電路的改進(jìn)六、差分放大電路的改進(jìn) 1. 加調(diào)零電位器RW第21頁/共25頁doidmd2RRRRgA2. 場效應(yīng)管差分放大電路第22頁/共25頁討論一討論一若uI1=10mV，uI2=5mV，則uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mV第2