模拟电子技术基础差分放大电路.pptx

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1、会计学1模拟电子技术基础模拟电子技术基础 差分放大电路差分放大电路第十一讲第十一讲 差分放大电差分放大电路路一、零点漂移现象及其产生的原因二、长尾式差分放大电路的组成三、长尾式差分放大电路的分析四、差分放大电路的四种接法五、具有恒流源的差分放大电路六、差分放大电路的改进第1页/共25页一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移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。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。产生原因：温度变化

2、，直流电源波动，元器件老化。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。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：差分放大电路第2页/共25页二、长尾式差分放大电路的组成二、长尾式差分放大电路的组成二、长尾式差分放大电路的组成二、长尾式差分放大电路的组成零输入零输入零输出零输出若若V与与UC的的变化一样，变化一样，则输出电压则输出电压就没有漂移就没有漂移信号特点信号特点？能否放？能否放大？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在任何温度下特性

3、均相同。在任何温度下特性均相同。第3页/共25页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。信号信号特点特点？第4页/共25页三、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 1.1.QQ点：令点：令点：令点：令u uI1I1=u uI2I2=0=0Rb是必要的吗？是必要的吗？第5页/共25页1.1.QQ点点点点晶体管输入回路方程：晶体管输入回路

4、方程：通常，通常，Rb较小，且较小，且IBQ很小，故很小，故第6页/共25页2.2.抑制共模信号抑制共模信号抑制共模信号抑制共模信号 共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即第7页/共25页2.2.抑制共模信号抑制共模信号抑制共模信号抑制共模信号 ：R Re e的共模负反馈作用的共模负反馈作用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对于每一边电路，电路，Re=?如如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管

5、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。第8页/共25页3.3.放大差模信号放大差模信号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，极性相反的输入信号，即差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即第9页/共25页为什么？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第10页/共25页4.4.动态参数：动态参数：动态参数：动态参数：A Ad d、R Ri i、R Ro o、A Ac c、K KC

6、MRCMR共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号：综合考察差分放大电路放大差模信号：综合考察差分放大电路放大差模信号：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。的能力和抑制共模信号的能力。的能力和抑制共模信号的能力。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，以避免干扰；或负载需要有点，以避免干扰；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

7、出。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、单端输入双端输出、单端输入单端输出。第11页/共25页四、差分放大电路的四种接法四、差分放大电路的四种接法四、差分放大电路的四种接法四、差分放大电路的四种接法 1.1.双端输入单端输出：双端输入单端输出：双端输入单端输出：双端输入单端输出：QQ点分析点分析点分析点分析 由于输入回路没有变化，所以由于输入回路没有变化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是与双端输出时一样。但是UCEQ1 UCEQ2。第12页/共25页1.1.双端输入单端输出：差模信号作用下的分析双端输入单端输出：差模信号作用下

8、的分析双端输入单端输出：差模信号作用下的分析双端输入单端输出：差模信号作用下的分析第13页/共25页1.1.双端输入单端输出：共模信号作用下的分析双端输入单端输出：共模信号作用下的分析双端输入单端输出：共模信号作用下的分析双端输入单端输出：共模信号作用下的分析第14页/共25页1.1.双端输入单端输出：问题讨论双端输入单端输出：问题讨论双端输入单端输出：问题讨论双端输入单端输出：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？第15页/共25页2.2.单端输入双端输出单端输

9、入双端输出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的电位变化吗？说明什么？在输入信号作用下发射极的电位变化吗？说明什么？第16页/共25页2.2.单端输入双端输出单端输入双端输出单端输入双端输出单端输入双端输出静态时的值静态时的值差模输出差模输出共模输出共模输出问题讨论：问题讨论：（1）UOQ产生的原因？产生的原因？（2）如何减小共模输出电压？）如何减小共模输出电压？第17页/共25页3.3.四种接法的比较：电路参数理想对称条件下四种接法的比较：电

10、路参数理想对称条件下四种接法的比较：电路参数理想对称条件下四种接法的比较：电路参数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，单端输入时有共模信号输入。；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。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。第18页/共25页五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路 为什么要采用电流源？为什么要采用电流源？为什么要采用电流源？为什么要采用电流源？Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时的越大，共模负反

11、馈越强，单端输出时的Ac越越小，小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，但为使静态电流不变，Re 越大，越大，VEE越大，以越大，以至于至于Re太大就不合理了。太大就不合理了。需在低电源条件下，得到趋于无穷大的需在低电源条件下，得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源！解决方法：采用电流源！第19页/共25页五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路等效电阻为无穷大等效电阻为无穷大近似为近似为恒流恒流第20页/共25页1)RW取值应大些？还是小些？取值应大些？还是小些？2

12、)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加调零电位器加调零电位器R RWW第21页/共25页2.2.场效应管差分放大电路场效应管差分放大电路场效应管差分放大电路场效应管差分放大电路第22页/共25页讨论一讨论一讨论一讨论一若若uI1=10mV，uI2=5mV，则，则uId=？uIc=？uId=5mV，uIc=7.5mV第23页/共25页讨论二讨论二讨论二讨论二1、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=5mV，uIc=7.5mVuO=Ad uId+Ac uIc+UCQ1=?=?=?第24页/共25页