《差分放大電路》PPT課件

第十一講直接耦合放大電路,一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,二、長尾式差分放大電路的組成,三、長尾式差分放大電路的分析,四、差分放大電路的四種接法,五、具有恒流源的差分放大電路,六、差分放大電路的改進,在實際應用中，許多信號是變化緩慢的物理量，需要對其放大后才能驅(qū)動負載。由于是低頻信號，所以采用直接耦合放大電路。,直接耦合放大電路,在實際電路中，直接耦合放大電路多采用差分放大電路,一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,1、什么是零點漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。,零點漂移現(xiàn)象：輸入電壓ui為0,而輸出電壓uo不為0并且緩慢變化的現(xiàn)象,產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動，器件老化。其中晶體管的特性對溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂。,一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因,克服溫漂的方法：引入直流負反饋，溫度補償。典型電路：差分放大電路,在阻容耦合放大電路中，前一級uo的緩慢變化的漂移電壓都降落在耦合電容之上，不會傳入下一級放大電路。,在直接耦合放大電路中，這種漂移電壓和有用信號一起送到下一級被放大，導致電路不能正常工作需要采取措施，抑制溫度漂移,二、差分放大電路的組成,零點漂移,是直接耦合放大電路基本單元電路,在典型工作點穩(wěn)定電路中，溫度變化時ICQ總是有微小變化，導致輸出電壓uo的微小變化，所以也存在穩(wěn)漂問題,零輸入零輸出,若V與UC的變化一樣，則輸出電壓就沒有漂移,如何抑制溫漂,改變電壓輸出端，找到一受溫度控制的直流電壓源V電壓值與UCQ同步變化,當輸入信號ui=0時,可以抑制溫漂,參數(shù)理想對稱：Rb1=Rb1，Rc1=Rc1，Re1=Re1;T1、T2在任何溫度下特性均相同。,如何實現(xiàn)溫控電壓源V,采用電路參數(shù)完全相同，管子特性完全相同的電路，則兩管子的集電極電位UCQ1和UCQ2同步變化能夠抑制溫漂,差分放大電路,共模信號,Ui1與Ui2為大小相等，極性相同的輸入,信號（共模信號）時，輸出電壓,差分放大電路對共模信號有很好的抑制作用,差模信號,Ui1與Ui2為大小相等，極性相反的輸入,信號（差模信號）時，輸出電壓,差分放大電路對差模信號能夠?qū)崿F(xiàn)放大,Re1和Re2的存在，降低了電路的電壓放大能力,改進差分放大電路,改進后的差分放大電路，在差模信號作用下，流經(jīng)Re的電流變化為0，Re對差模信號沒有反饋作用，相當于短路，可以提高對差模信號的放大能力,克服Re1和Re2對電壓放大能力的影響,對電路進一步簡化，并實現(xiàn)信號源和電源的共地得到經(jīng)典的長尾式放大電路,電路參數(shù)理想對稱,在理想對稱的情況下：1、克服零點漂移；2、零輸入零輸出。,三、長尾式差分放大電路的分析1、Q點：令uI1=uI2=0,Rb是必要的嗎？,1、Q點,晶體管輸入回路方程：,通常，Rb較小，且IBQ很小，故,2、抑制共模信號,共模信號：數(shù)值相等，極性相同的輸入信號，即,2、抑制共模信號：Re的共模負反饋作用,Re的共模負反饋作用：溫度變化所引起的變化等效為共模信號,對于每一邊電路，Re=?,如T()IC1IC2UEIB1IB2IC1IC2,抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。,3、放大差模信號,iE1=iE2，Re中電流不變，即Re對差模信號無反饋作用。,差模信號：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號，即,為什么？,差模信號作用時的動態(tài)分析,差模放大倍數(shù),4、動態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR,共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號的能力和抑制共模信號的能力。,在實際應用時，信號源需要有“接地”點，以避免干擾；或負載需要有“接地”點，以安全工作。,根據(jù)信號源和負載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。,四、差分放大電路的四種接法1、雙端輸入單端輸出：Q點分析,由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時一樣。但是UCEQ1UCEQ2。,1、雙端輸入單端輸出：差模信號作用下的分析,1、雙端輸入單端輸出：共模信號作用下的分析,1、雙端輸入單端輸出：問題討論,1、T2的Rc可以短路嗎？2、什么情況下Ad為“”？3、雙端輸出時的Ad是單端輸出時的2倍嗎？,2、單端輸入雙端輸出,輸入差模信號的同時總是伴隨著共模信號輸入：,在輸入信號作用下發(fā)射極的電位變化嗎？說明什么？,2、單端輸入雙端輸出,靜態(tài)時的值,問題討論：1、UOQ產(chǎn)生的的原因？2、如何減小共模輸出電壓？,3、四種接法的比較：電路參數(shù)理想對稱條件下,輸入方式：Ri均為2（Rb+rbe）；雙端輸入時無共模信號輸入，單端輸入時有共模輸入。,輸出方式：Q點、Ad、Ac、KCMR、Ro均與之有關。,五、具有恒流源的差分放大電路為什么要采用電流源？,Re越大，共模負反饋越強，單端輸出時的Ac越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。但為使靜態(tài)電流不變，Re越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。需在低電源條件下，得到趨于無窮大的Re。,解決方法：采用電流源！,五、具有恒流源的差分放大電路,等效電阻為無窮大,近似為恒流,1)RW取值應大些？還是小些？2)RW對動態(tài)參數(shù)的影響？3)若RW滑動端在中點，寫出Ad、Ri的表達式。,六、差分放大電路的改進1、加調(diào)零電位器RW,2、場效應管差分放大電路,討論一,若uI1=10mV，uI2=5mV，則uId=？u