模擬電子技術(shù)85課件

模擬電子技術(shù)

項目三集成運算放大器基礎(chǔ)

（任務(wù)二典型差動放大電路分析）

1項目三集成運算放大器基礎(chǔ)

集成運算放大器的組成及符號差動放大電路的工作原理典型差動放大電路分析差動放大電路的工作原理集成運算放大器的組成及符號任務(wù)二

典型差動放大電路分析

由于差動電路中兩晶體管的集電極電位和發(fā)射極電位分別相等，故此負載支路中無電流，RL支路可拿掉。

差動電路由于兩邊對稱，所以取一邊計算即可。由輸入回路可得：于是：輸出回路響應(yīng)為：1.靜態(tài)分析任務(wù)二典型差動放大電路分析

差動放大電路的直流通道

差模輸入下，電路對稱點的信號大小相等，極性相反。由于交流下直流信號為零，所以其交流通道為：

由半電路可得其電壓放大倍數(shù)：輸入電阻輸出電阻：2.動態(tài)分析任務(wù)二典型差動放大電路分析差模放大倍數(shù)：差模輸入電阻：差模輸出電阻：由此看出，雙端輸入雙端輸出的差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)等于其半電路的放大倍數(shù)，相當(dāng)于一個單管共射放大電路的放大倍數(shù)。但電路的輸入電阻和輸出電阻是半電路的兩倍。任務(wù)二典型差動放大電路分析

3.差動放大電路的類型

單端輸入差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)僅決定于電路的輸出形式，其輸入電阻和雙端輸入時一樣，但電路的抑制共模能力同樣受輸出形式的影響而降低。任務(wù)二典型差動放大電路分析

雙端輸出情況下，差動放大電路兩管的輸出穩(wěn)定在靜態(tài)值，從而有效地抑制了零點漂移。Re數(shù)值越大，抑制零漂的作用越強。即使電路處于單端輸出方式，電路仍有較強的抑制零漂能力。由于Re上流過兩倍的集電極變化電流，其穩(wěn)定能力比射極偏置電路更好。此外，采用雙電源供電，可以使UB1＝UB2≈0，從而使電路可適應(yīng)正、負兩種極性的輸入信號，擴大了應(yīng)用范圍。任務(wù)二典型差動放大電路分析

4.共模抑制比

差動放大電路兩輸入端的輸入信號，不僅僅只是一個單純的差模信號或者一個單純的共模信號，還可以是大小不等的任意信號，信號的輸入方式如前面圖所示。此時，可以將其分解為差模信號與共模信號。差模信號為兩輸入信號之差，即：uid=ui1-ui2（4.6）

（4.5）

任務(wù)二典型差動放大電路分析

共模信號為兩輸入信號的算術(shù)平均值

（4.7）則

（4.8）（4.9）此時可利用疊加原理來求總的輸出電壓，即

(4.10)任務(wù)二典型差動放大電路分析

差模信號是有用信號，共模信號是無用信號或者是干擾噪聲等有害信號。所以，在差動放大器的輸出電壓中，總希望差模輸出電壓越大越好，而共模輸出電壓越小越好。為了表明差動放大器對差模信號的放大能力及對共模信號的抑制能力，常用共模抑制比作為一項重要技術(shù)指標(biāo)來衡量，其定義為放大電路對差模信號的電壓放大倍數(shù)Aud與對共模信號的放大倍數(shù)Auc之比的絕對值，即(4.11)共模抑制比有時也用分貝(dB)數(shù)來表示:(4.12)任務(wù)二典型差動放大電路分析

一般情況下，KCRM可達60dB以上，高質(zhì)量的差動放大電路KCMR可達120dB。

已知圖示電路中＋UCC=12V，－UEE=－12V，三個三極管的電流放大倍數(shù)β均為50，Re=33kΩ，RC=100kΩ，R=10kΩ，RW=200Ω，穩(wěn)壓管的UZ=6V，R1=3kΩ.試估算：①該放大電路的靜態(tài)工作點Q；②差模電壓放大倍數(shù)；③差模輸入電阻和差模輸出電阻。解例①任務(wù)二典型差動放大電路分析

解②由于恒流源上的電流恒定，當(dāng)差模信號輸入時，對稱的兩個三極管就會一個射極電流增大，另一個射極電流減小，且增大和減小的數(shù)值相同，所以RW上的中點交流電位為零，其交流通路如下圖所示：可得電路中電壓增益為：

式中：任務(wù)二典型差動放大電路分析

歸納：對于單端輸出的差動放大電路，要提高共模抑制比，首先應(yīng)當(dāng)提高Re的數(shù)值。但集成電路中不易制作大阻值的電阻，因為靜態(tài)工作點不變時，加大Re的數(shù)值，勢必增加其直流壓降，提高電源－VEE的數(shù)值，采用過高數(shù)值的VEE顯然是