(19)--3-01差分放大电路模拟电子技术基础.ppt

模拟电子技术基础一、零点漂移一、零点漂移现象及其产生的原因现象及其产生的原因二、长二、长尾式差分放大电路的组成尾式差分放大电路的组成差分放大电路主要内容重点、难点差分差分放大电路放大电路如何实现信号放大如何实现信号放大三、长三、长尾式差分放大电路尾式差分放大电路的的分析分析四、差分四、差分放大电路的四种接法放大电路的四种接法五、具有五、具有恒流源的差分放大电路恒流源的差分放大电路六、差分六、差分放大电路的改进放大电路的改进一、零点漂移一、零点漂移现象及其产生的原因现象及其产生的原因1.什么是零点漂移现象：什么是零点漂移现象：uI0，uO0的现象。的现象。产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路典型电路：差分放大电路二、长二、长尾式差分放大尾式差分放大电路电路零输入零输入零输出零输出若若V与与UC的变的变化一样，则化一样，则输出电压就输出电压就没有漂移没有漂移信号特点？信号特点？能否放大？能否放大？零点零点漂移漂移参数理想对称：参数理想对称：Rb1=Rb2，Rc1=Rc2，Re1=Re2;T1、T2在任何温度在任何温度下特性均相同。下特性均相同。共模信号：大小相等，极性相同。共模信号：大小相等，极性相同。差模信号：大小相等，极性相反差模信号：大小相等，极性相反.长尾式差分放大电路的组成特点长尾式差分放大电路的组成特点典型典型电路电路射极电阻射极电阻合二为一合二为一负电源负电源在理想对称的情况下：在理想对称的情况下：1.克服零点漂移；克服零点漂移；2.零输入零输出；零输入零输出；3.抑制共模信号；抑制共模信号；4.放大差模信号。放大差模信号。加差模信号时加差模信号时Re电流的变化为零，因而加差模信号时发射极电位无变化。电流的变化为零，因而加差模信号时发射极电位无变化。典型电路典型电路在理想对称的情况下：在理想对称的情况下：1.克服零点漂移；克服零点漂移；2.零输入零输出；零输入零输出；3.抑制共模信号；抑制共模信号；4.放大差模信号。放大差模信号。三、长尾式差分放大电路的分析三、长尾式差分放大电路的分析 Rb是必要的吗？是必要的吗？1.Q点：晶体管输入回路方程：晶体管输入回路方程：通常，通常，Rb较小，且较小，且IBQ很小，故很小，故选合适的选合适的VEE和和Re就就可得合适的可得合适的Q2.2.抑制共模信号抑制共模信号 共模信号：数值相等、极性相同的共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即输入信号，即2.2.抑制共模信号抑制共模信号：Re的共模负反馈作用的共模负反馈作用Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号对于每一边电对于每一边电路，路，Re=?如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。3.3.放大差模信号放大差模信号iE1=iE2，Re中电流不变，即中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。对差模信号无反馈作用。差模信号：数值相等，极性相反差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即的输入信号，即为什么？为什么？差模信号作用时的动态分析差模信号作用时的动态分析差模放大倍数差模放大倍数4.4.动态参数动态参数：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR 共模抑制比共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。信号的能力和抑制共模信号的能力。在实际应用时，信号源需要有在实际应用时，信号源需要有“接地接地”点，以避免点，以避免干扰；或负载需要有干扰；或负载需要有“接地接地”点，以安全工作。点，以安全工作。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。入双端输出、单端输入单端输出。四、差分放大电路的四种接法四、差分放大电路的四种接法 由于输入回路没有变由于输入回路没有变化，所以化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但与双端输出时一样。但是是UCEQ1 UCEQ2。1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：Q点分析点分析1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：差模信号作用下的分析：差模信号作用下的分析1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：共模信号作用下的分析：共模信号作用下的分析1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：问题讨论：问题讨论（1）T2的的Rc可以短路吗？可以短路吗？（2）什么情况下）什么情况下Ad为为“”？（3）双端输出时的）双端输出时的Ad是单端输出时的是单端输出时的2倍吗？倍吗？2.2.单端输入双端输出单端输入双端输出共模输入电压共模输入电压差模输入电压差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：在输入信号作用下发射极在输入信号作用下发射极的电位变化吗？说明什么？的电位变化吗？说明什么？2.2.单端输入双端输出单端输入双端输出问题讨论：问题讨论：（1）UOQ产生的原因？产生的原因？（2）如何减小共模输出）如何减小共模输出电压？电压？测试测试:差模输出差模输出共模输出共模输出静态时的值静态时的值3.3.四种接法的比较四种接法的比较：电路：电路参数参数理想对称条件下理想对称条件下输入方式：输入方式：Ri均为均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。单端输入时有共模信号输入。输出方式：输出方式：Q点、点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。均与之有关。五五、具有恒流源的差分放大电路、具有恒流源的差分放大电路 Re 越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端输出时的强，单端输出时的Ac越小，越小，KCMR越大，差分放越大，差分放大电路的性能越好。大电路的性能越好。但为使静态电流不变，但为使静态电流不变，Re 越大，越大，VEE越越大，以大，以至于至于Re太大就太大就不合理了。不合理了。需在低电源条件下，需在低电源条件下，设置合适的设置合适的IEQ，并得到，并得到得到趋于无穷大的得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源取代解决方法：采用电流源取代Re！具有恒流源差分放大电路的组成具有恒流源差分放大电路的组成等效电阻等效电阻为无穷大为无穷大近似为近似为恒流恒流1)RW取值应大些？还是小些？取值应大些？还是小些？2)RW对动态参数的影响？对动态参数的影响？3)若若RW滑动端在中点，写出滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。的表达式。六、差分放大电路的改进六、差分放大电路的改进1.1.加调零电位器加调零电位器 RW2.2.场效应管差分放大电路场效应管差分放大电路若若uI1=10mV，uI2=5mV，则，则uId=？uIc=？uId=5mV，uIc=7.5mV讨论一讨论一 若将电桥的输出作为差放若将电桥的输出作为差放的输入，则其共模信号约为的输入，则其共模信号约为多少？如何设置多少？如何设置Q点时如何点时如何考虑？考虑？1、uI=10mV，则，则uId=?uIc=?2、若、若Ad=102、KCMR103用直流表测用直流表测uO，uO=?uId=10mV，uIc=5mVuO=Ad uId+Ac uIc+UCQ1=?=?=?讨论二讨论二小结小结o差分放大电路用于解决零点漂移的问题。o长尾差分放大电路的结构和特点。o长尾差分放大电路的信号特点。