第03章差动放大电路与集成运算放大器精选文档.ppt
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1、本讲稿第一页,共四十四页3.1 差差动动放大放大电电路路3.1.1零点漂移的概念 在在直直接接耦耦合合多多级级放放大大电电路路中中,由由于于各各级级之之间间的的工工作作点点相相互互联联系系、相相互互影影响响,会会产产生零点漂移生零点漂移现现象。象。本讲稿第二页,共四十四页 所谓零点漂移,是指放大电路在没有所谓零点漂移,是指放大电路在没有输入信号时,由于温度变化、电源电压波输入信号时,由于温度变化、电源电压波动、元器件老化等原因,使放大电路的工动、元器件老化等原因,使放大电路的工作点发生变化,这个变化量会被直接耦合作点发生变化,这个变化量会被直接耦合放大电路逐级加以放大并传送到输出端,放大电路逐
2、级加以放大并传送到输出端,使输出电压偏离原来的起始点而上下漂动。使输出电压偏离原来的起始点而上下漂动。产生零点漂移的原因,主要是晶体三极管产生零点漂移的原因,主要是晶体三极管的参数受温度的影响,所以零点漂移也称的参数受温度的影响,所以零点漂移也称为温度漂移,简称温漂。为温度漂移,简称温漂。本讲稿第三页,共四十四页3.1.2差动放大电路的基本形式 差差动动放放大大电电路路是是一一种种具具有有两两个个输输入入端端且且电电路路结结构构对对称称的的放放大大电电路路,其其基基本本特特点点是是只只有有两两个个输输入入端端的的输输入入信信号号间间有有差差值值时时才才能能进进行行放放大大,即即差差动动放放大大
3、电电路路放放大大的的是是两两个个输输入入信号的差,所以称信号的差,所以称为为差差动动放大放大电电路。路。本讲稿第四页,共四十四页1.电路构成与特点 图图3.1所示所示为为差差动动放大放大电电路的基本形式,路的基本形式,从从电电路路结结构上来看,它具有以下特点。构上来看,它具有以下特点。(1)它由两个完全对称的共射电路组合而成。(2)电路采用正负双电源供电。本讲稿第五页,共四十四页图3.1典型基本差动放大电路本讲稿第六页,共四十四页2.差动放大电路抑制零点漂移的原理 由由于于电电路路的的对对称称性性,温温度度的的变变化化对对VT1、VT2两两管管组组成成的的左左右右两两个个放放大大电电路路的的影
4、影响响是是一一致致的的,相相当当于于给给两两个个放放大大电电路路同同时时加加入入了了大大小小和和极极性性完完全全相相同同的的输输入入信信号号。因因此此,在在电电路路完完全全对对称称的的情情况况下下,两两管管的的集集电电极极电电位位始始终终相相同同,差差动动放放大大电电路路的的输输出出为为零零,不不会会出出现现普普通通直直接接耦耦合合放放大大电电路路中中的的漂漂移移电电压压,可可见见,差差动动放放大大电电路路利利用用电电路路对对称称性抑制了零点漂移性抑制了零点漂移现现象。象。本讲稿第七页,共四十四页3.静态分析 当当ui1=ui2=0时时,由由于于电电路路完完全全对对称称,VT1、VT2的的静静
5、态态参参数数也也完完全全相相同同。以以VT1为为例例,其其静静态态基基极极回回路路由由-UEE、UBE和和Re构构成成,但但要要注注意意,流流过过Re的的电电流流是是VT1、VT2两两管管射射极极电电流流之之和和,如如图图3.2所所示示,则则VT1管的管的输输入回路方程入回路方程为为:UEE=UBE+2IE1Re本讲稿第八页,共四十四页图图3.2 基本差动放大电路的直流通路基本差动放大电路的直流通路 本讲稿第九页,共四十四页 静静态态时时,两两管管集集电电极极对对地地电电位位相相等等,即即UC1=UC2。故故两两管管集集电电极极之之间间电电位位差差为为零零,即即输输出出电压电压uo=UC1-U
6、C2=0。本讲稿第十页,共四十四页4.差模信号与共模信号 当两个输入信号当两个输入信号ui1、ui2大小和极性都大小和极性都相同时,称为共模信号,记为相同时,称为共模信号,记为uic,即,即ui1=ui2=uic。当。当ui1与与ui2大小相同但极性相反大小相同但极性相反时,即时,即ui1=-ui2时,称为差模信号,记为时,称为差模信号,记为uid。本讲稿第十一页,共四十四页 理想情况下,差放对共模信号没理想情况下,差放对共模信号没有放大能力。有放大能力。输入信号输入信号ui1、ui2的大小和极性往的大小和极性往往是任意的,既不是一对差模信号,也往是任意的,既不是一对差模信号,也不是一对共模信
7、号。不是一对共模信号。本讲稿第十二页,共四十四页5.差模特性分析 图图3.1所示的典型基本差动放大电路,所示的典型基本差动放大电路,在输入差模信号时,双端输出的交流通路在输入差模信号时,双端输出的交流通路如图如图3.3所示。所示。本讲稿第十三页,共四十四页图3.3基本差动放大电路差模输入时的交流通路本讲稿第十四页,共四十四页 在在电电路路完完全全对对称称的的情情况况下下,这这两两个个交交流流电电流流之之和和在在Re两两端端产产生生的的交交流流压压降降为为零零,因因此此,图图3.3的的差差模模输输入入交交流流通通路路中中,射射极极电电阻阻Re被短路。被短路。(1)差模电压放大倍数Aud(2)差模
8、输入电阻rid(3)差模输出电阻rod本讲稿第十五页,共四十四页图3.4带负载的差动放大电路本讲稿第十六页,共四十四页6.共模特性分析输输入共模信号入共模信号时时的交流通路如的交流通路如图图3.5所示。所示。图3.5共模输入时基本差放电路的交流通路本讲稿第十七页,共四十四页 流流过过Re的的交交流流电电流流为为单单管管射射极极电电流流的的两两倍倍,所所以以共共模模输输入入时时的的交交流流通通路路中中,射射极极电电阻不能被短路,其上有交流阻不能被短路,其上有交流压压降。降。(1)共模电压放大倍数Auc(2)共模抑制比KCMR本讲稿第十八页,共四十四页3.1.3差动放大电路的输入、输出形式 当当信
9、信号号从从一一个个输输入入端端输输入入时时称称为为单单端端输输入入;从从两两个个输输入入端端之之间间浮浮地地输输入入时时称称为为双双端端输输入入;当当信信号号从从一一个个输输出出端端输输出出时时称称为为单单端端输输出出;从从两两个个输输出出端端之之间间浮浮地地输输出出时时称称为为双双端端输输出出。因因此此,差差动动放放大大电电路路具具有有四四种种不不同同的的工工作作状状态态:双双端端输输入入,双双端端输输出出;单单端端输输入入,双双端端输输出出;双双端端输输入入,单单端端输输出;出;单单端端输输入,入,单单端端输输出。出。本讲稿第十九页,共四十四页1.单端输入 单单端端输输入入和和双双端端输输
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