71差分放大電路學(xué)習(xí)課程

1、任務(wù)：構(gòu)建儀用放大器任務(wù)：構(gòu)建儀用放大器問題問題1、在儀器設(shè)備中，放大器應(yīng)、在儀器設(shè)備中，放大器應(yīng)具有怎樣的性能？具有怎樣的性能？2、如何達(dá)成這些性能？、如何達(dá)成這些性能？第1頁/共19頁第一頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。輸入信號(hào)的分類輸入信號(hào)的分類(1)差模(differential mode)輸入vi1 -vi2= vd(2)共模( common mode) 輸入(vi1 + vi2 )/2= vC(3)比較輸入 任意輸入的信號(hào)任意輸入的信號(hào) v vi i1 1、v vi i2 2 ，都可分解成差，都可分解成差模分量和共模分量；差模信號(hào)是模分量和共模分量；差模信號(hào)是有用信號(hào)有用信號(hào)，共

2、模信號(hào)往往是共模信號(hào)往往是干擾信號(hào)干擾信號(hào)。第2頁/共19頁第二頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱。結(jié)構(gòu)對稱。差動(dòng)差動(dòng)( (分分) )放大電路放大電路vi1vi2voRCR1T1RBRCR1T2RB差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路+VCC第3頁/共19頁第三頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。一、一、 共模信號(hào)（零漂）的抑制共模信號(hào)（零漂）的抑制vo= VC1 - VC2 = 0當(dāng) vi1 = vi2 =0 時(shí)：vo= (VC1 + vC1 ) - (VC2 + vC2 ) = 0當(dāng)溫度變化時(shí)：+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2第4頁/共19頁第四頁，編輯于星期

3、五：八點(diǎn) 二十一分。vovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2二二. . 差模信號(hào)差模信號(hào)的放大的放大差模輸入信號(hào)：差模輸入信號(hào)： vi1 =- vi2 =vd /2（大小相等，極性相反）（大小相等，極性相反）( (很大，一般大于很大，一般大于1 1) )設(shè)vC1 =VC1 + vC1 ， vC2 =VC2 + vC2 。因vi1 = -vi2， vC1 =- vC2 vo= vC1 - vC2= vC1- vC2 = 2 vC1 差模電壓放大倍數(shù)：差模電壓放大倍數(shù)：1212ioiiovdvvvvvA+VCC第5頁/共19頁第五頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。三、共模抑制比三、共模抑制

4、比(KCMR)(KCMR)的定義的定義例: Avd=-200 Avc=0.1 KCMR=20 lg (-200)/0.1 =66 dBKCMR =KCMR (dB) =(分貝分貝)vcvdAAvcvdAAlg20第6頁/共19頁第六頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。為了使左右平衡，設(shè)置了調(diào)零電位器為了使左右平衡，設(shè)置了調(diào)零電位器RP 。 典型差動(dòng)放大電路典型差動(dòng)放大電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：加入射極電阻加入射極電阻R RE E ；加入負(fù)電源；加入負(fù)電源 - -V VEEEE ，采用正，采用正負(fù)雙電源供電（增大電路的線性范圍）。負(fù)雙電源供電（增大電路的線性范圍）。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RB

5、vi2REVEE一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析RP第7頁/共19頁第七頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。idivv211idivv212RRvovid+VCCRCT1RBRCT2RBREVEE二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析第8頁/共19頁第八頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。差模信號(hào)通路差模信號(hào)通路T1單邊微變單邊微變等效電路等效電路vod1RBB1EC1RC ib1vi1rbe1ib1RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E第9頁/共19頁第九頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。111iodvdvvA單邊差模放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù):11111)(beBCbe

6、BbCbvdrRRrRiRiA21vdvdAAvod1RBB1EC1RC ib1vi1rbe1ib1第10頁/共19頁第十頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。21221121vdvdidivdivdidododvdAAvvAvAvvvA即：總的差動(dòng)電壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù): :idodvdvvARRvodvi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E若帶負(fù)載，若帶負(fù)載，RL中點(diǎn)差模信號(hào)電位為中點(diǎn)差模信號(hào)電位為 0, 0, 所以放大倍數(shù)所以放大倍數(shù)：121)21/(beBLCvdvdvdrRRRAAA差模輸入電阻差模輸入電阻和輸出電阻和輸出電

7、阻第11頁/共19頁第十一頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。RE的負(fù)反饋?zhàn)饔玫呢?fù)反饋?zhàn)饔?設(shè)vi1 = vi2 = 0ICIE = 2ICVEVBEIBIC溫度溫度T自動(dòng)穩(wěn)定自動(dòng)穩(wěn)定RE 具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔镁哂袕?qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔?產(chǎn)生的反饋信號(hào)是單管放大時(shí)產(chǎn)生的反饋信號(hào)是單管放大時(shí)的兩倍。的兩倍。抑制溫度漂移，穩(wěn)抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。定靜態(tài)工作點(diǎn)。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2REVEE第12頁/共19頁第十二頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。RE 對差模信號(hào)作用對差模信號(hào)作用ib2 , ic2 vi1 vi2ib1 , ic1ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie

8、2 = 0vRE = 0RE對差模信號(hào)對差模信號(hào)不起不起作用作用RRvovid+VCCRCT1RBRCT2RBREVEEib2ib1ic2ic1iRE第13頁/共19頁第十三頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。差放電路的幾種接法差放電路的幾種接法輸入端 接法雙端單端輸出端 接法雙端單端vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2REVEE第14頁/共19頁第十四頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。雙端輸出：Avd = Avd1單端輸出：121vdvdAA 對Avd而言，雙端輸入與單端輸入效果是一樣的。雙端輸入：vi1 = -vi2 =0.5vid單端輸入：vi1 =vid ，vi2 = 0雙(

9、單)端輸入雙端輸出：Avd = Avd1雙(單)端輸入單端輸出：121vdvdAA （負(fù)載開路時(shí)）（負(fù)載開路時(shí)）結(jié)論：結(jié)論：第15頁/共19頁第十五頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。差分放大電路共模抑制能力的提高差分放大電路共模抑制能力的提高采用對稱差放采用對稱差放提高共用射極電阻提高共用射極電阻引入恒流源引入恒流源恒流源恒流源三極管恒流源三極管恒流源鏡像電流源鏡像電流源微電流源微電流源第16頁/共19頁第十六頁，編輯于星期五：八點(diǎn) 二十一分。差分放大電路的傳輸特性差分放大電路的傳輸特性輸入信號(hào)較小（約輸入信號(hào)較?。s26mV26mV以下）時(shí)以下）時(shí)呈線性放大狀態(tài)。呈線性放大狀態(tài)。輸入信號(hào)較大時(shí)呈非線性狀態(tài)，具有輸入信號(hào)較大時(shí)呈非線性狀態(tài)，具有限幅作用。限幅作用。 本次課內(nèi)容本次課內(nèi)容差分放大電路的工作原理差分放大電路的工作原理差分放大電路的靜動(dòng)態(tài)分析差分放大電路的靜動(dòng)態(tài)分析各類差放及差分放大電路的傳輸特性各類差放及差分放大電路的傳輸特性差分放大電路共模抑