模擬電子技術(shù) 課件 14 差分放大電路

模擬電子技術(shù)梁長垠教授梁長垠教授項(xiàng)目三集成運(yùn)算放大電路的制作與測試直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04一、直耦放大電路問題1.零點(diǎn)漂移原因引入直流負(fù)反饋溫度補(bǔ)償采用差分放大電路2.解決零點(diǎn)漂移的措施電源電壓波動(dòng)元器件老化環(huán)境溫度變化直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04二、基本差分放大電路1.電路結(jié)構(gòu)2.電路特點(diǎn)由兩個(gè)完全對(duì)稱的共發(fā)射極放大器組成差分放大電路電路元件對(duì)稱雙電源供電3.抑制零點(diǎn)漂移原理當(dāng)輸入信號(hào)ui1=ui2=0時(shí)，由于差分放大電路的結(jié)構(gòu)和元件的對(duì)稱性，兩個(gè)管子對(duì)應(yīng)各極的電流相同，各電極的電位也相同，所以靜態(tài)時(shí)輸出電壓u0=0。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，兩管的集電極電位會(huì)發(fā)生變化，但是由于兩管處于同一環(huán)境溫度下，所以電位變化的極性和大小相同，保證了輸出電壓u0依然為零。二、基本差分放大電路4.靜態(tài)分析直流通路中，IRee=IEQ1+IEQ2=2IEQ直流通路基爾霍夫定律：IBQRb+UBEQ+2IEQRee=VEE若忽略基極電阻壓降，VEQ=-UBEQ流過公共電阻Ree上電流根據(jù)電路對(duì)稱性，兩管的靜態(tài)管壓降均為二、基本差分放大電路5.動(dòng)態(tài)分析差分電路的輸入、輸出電路組合形式：共模輸入

雙端輸入

單端輸入

雙端輸出

單端輸出差模信號(hào)輸入：當(dāng)兩個(gè)輸入端上所加的信號(hào)大小相等、極性相反，即ui1=-ui2，uid=ui1-ui2時(shí)，稱uid為差模信號(hào)輸入共模信號(hào)輸入：當(dāng)兩個(gè)輸入端上所加的信號(hào)大小相等、極性相同，即ui1=ui2，uic=（ui1+ui2）/2時(shí)，稱uic為共模輸入信號(hào)二、基本差分放大電路5.動(dòng)態(tài)分析差模輸入、雙端輸出電路：簡化電路基本電路和差分放大電路的兩個(gè)輸入端各加上一個(gè)大小相等，極性相反的電壓信號(hào)時(shí)，即ui1=-ui2時(shí)，電路中一個(gè)三極管的集電極電流增加，而另一個(gè)三極管的集電極電流減少，使得u01和u02以相反方向變化，從而獲得放大的信號(hào)輸出。當(dāng)差模輸入時(shí)，流過射極電阻的交流由兩個(gè)大小相等、方向相反的

和

組成，在電路對(duì)稱的情況下，這兩個(gè)交流之和在Re兩端產(chǎn)生的交流壓降為零，因此，差模輸入的交流通路可以把Re短路。二、基本差分放大電路5.動(dòng)態(tài)分析差模輸入、雙端輸出電路時(shí)電壓放大倍數(shù)為簡化電路基本電路和接上負(fù)載時(shí)，RL中點(diǎn)電位為零，相當(dāng)于接地輸入電阻：Rid=2(Rb+rbe)輸出電阻:單端輸出時(shí)電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半二、基本差分放大電路5.動(dòng)態(tài)分析共模輸入時(shí)由于電路參數(shù)對(duì)稱，兩管輸出電壓簡化電路基本電路共模抑制比雙端輸出電路時(shí)電壓放大倍數(shù)為

單端輸出時(shí)，共模電壓放大倍數(shù)為

單端輸出時(shí)二、基本差分放大電路5.動(dòng)態(tài)分析四種接法特性比較

差分放大器的四種連接方式直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04三、恒流源差放電路1.恒流源差放電路結(jié)構(gòu)Re越大共模抑制能力越強(qiáng)，要求負(fù)電源電壓也很高才能產(chǎn)生一定的偏置電流。為了解決這個(gè)問題，常常采用電流源代替Re。2.恒流原理三極管T3、RE3、RB3-1、RB3-2和二極管D構(gòu)成了基本電流源電路，實(shí)際上它就是具有分壓式偏置的共發(fā)射極電路。選擇適當(dāng)?shù)腞B3-1、RB3-2、RE3,使三極管工作在放大區(qū)時(shí)，其集電極電流Ic為一恒定數(shù)值。直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04四、常用恒流源電路1.鏡像恒流源2.微電流源設(shè)三極管T1、T2的參數(shù)完全相同，則當(dāng)β比較大時(shí)，基極電流IB可以忽略，所以T2的集電極電流IC2

近似等于基準(zhǔn)電流IR。在右上圖應(yīng)用電路中，

T3、T4構(gòu)成鏡像恒流源，

iL=2iC1

由于UBE2<UBE1四、常用恒流源電路3.其他常見恒流源(a)共射極恒流源電路(b)穩(wěn)壓二極管恒流源(c)二極管結(jié)壓降恒流源(d)集成運(yùn)