第12讲 差分放大电路

第十二讲 差分放大电路一、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

一、零点漂移现象及其产生的原因1. 什么是零点漂移现象：ΔuI=0,ΔuO≠0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。 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

二、长尾式差分放大电路的组成信号特点？ 能否放大？

参数理想对称：Rb1= Rb2,Rc1= Rc2, Re1= Re2; T1、T2在任何温度下特性均相同。

长尾式差分放大电路的组成特点典型 电路

信号特 点？

在理想对称的情况下： 克服零点漂移；零输入零输出。

三、长尾式差分放大电路的分析1. Q点：令uI1= uI2=0I BQ 1 I BQ 2 I BQ I CQ 1 I CQ 2 I CQ I EQ 1 I EQ 2 I EQ U CQ 1 U CQ 2 U CQ u O U CQ 1 U CQ 2 0

1. Q点晶体管输入回路方程：V EE I BQ R b U BEQ 2 I EQ R e

通常，Rb较小，且IBQ很小，故I EQ V EE U BEQ 2 Re

I BQ

I EQ 1

, U CEQ V CC I CQ R c U BEQ

2. 抑制共模信号共模信号：数值相等、极性相同的 输入信号，即u I1 u I2 u Ic i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2u O u C1 u C2 ( u CQ1 u C1 ) ( u CQ2 u C2 ) 0共模放大倍数 Ac u Oc u Ic ,参数理想对称时 Ac 0

2. 抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用Ac u Oc u Ic

共模放大倍数 参数理想对称时

Ac 0

对于每一边 电路，Re=?

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。

3. 放大差模信号差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号，即u I1 u I2 u Id / 2 i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2 u O 2 u C1

△iE1=-△ iE2,Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。

差模信号作用时的动态分析差模放大倍数Ad u Od u Id)

Ad

( Rc ∥

RL 2

R b rbe

R i 2 ( R b rbe ) , R o 2 R c u Id i B 2 ( R b rbe )

u Od i C 2 ( R c ∥

RL 2

)

4. 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR共模抑制比KCMR: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。K CMR Ad Ac 下， K CMR 。

在参数理想对称的情况

在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以

避免 干扰；或负载需要有“ 接地”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、单端输入单端输出。

戴维南定理对于任意含独立源,线性电阻和线性受控源 的单口网络(二端网络),都可以用一个电压源与 电阻相串联的单口网络(二端网络)来等效.这个 电压源的电压,就是此单口网络(二端网络)的开 路电压,这个串联电阻就是从此单口网络(二端网 络)两端看进去,当网络内部所有独立源均置零以 后的等效电阻.

四、差分放大电路的四种接法1. 双端输入单端输出：Q点分析

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UCEQ1≠ UCEQ2。

U CQ1

RL Rc RL

V CC I CQ ( R c ∥ R L )

U CQ2 V CC I CQ R c

1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析

1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 R b rbe

R i 2 ( R b rbe ), R o R c

1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析

Ac 1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 R b rbe

( Rc ∥ RL )R b rbe 2 (1 ) R eR b rbe 2 (1 ) R e R b rbe

K CMR

1. 双端输入单端输出：问题讨论1 ( Rc ∥ RL ) Ad 2 R b rbeK CMR R b rbe 2 (1 ) R e R b rbe

R i 2 ( R b rbe ), R o R c

(1)什么情况下Ad为“+”? (2)双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？Ad

( Rc ∥

RL 2

)

R b rbe