典型差分放大電路

1、典型差分放大電路1、典型差分放大電路的靜態(tài)分析(1)電路組成廠附(2)靜態(tài)工作點的計算靜態(tài)時：vs1=vs2=0,電路完全對稱，所以有l(wèi)BRs1+UBE+2lERe=VEE又 Ie= (1+ B ) IBI B1 = I B2=I B=Vee U通常 Rs<<(1+ 份Re, Ube=0.7V (硅管)IB1=I B2=I b =因：IC1 = I C2=I C= 3b故：UCE1=U CE2=V cc-Ic Rc靜態(tài)工作電流取決于 Vee和Re同時，在輸入信號為零時，輸出信號電壓也為零(uo= Vc1-VC2=0)即該差放電路有零輸入零輸2、差分放大電路的動態(tài)分析(1)差模信號輸

2、入時的動態(tài)分析如果兩個輸入端的信號大小相等、極性相反，即vs1=- vs2=或 vs1- vs2= uiduid稱為差模輸入信號。在輸入為差模方式時，若一個三極管的集電極電流增大時，則另一個三極管的集電極電流一定減小。 在電路理想對稱的條件下，有：ic1=-ic2。Re上的電流為：iE=iEi + iE2= (Iei+ ie1) + (Ie2+ ie2 )電路對稱時，有Iei= Ie2= Ie、ie1=- ie2,使流過Re上的電流iE=2I e不變，則發(fā)射極的電位也保持不變。差模信號的交流通路如圖：差模信號下不同工作方式的討論： 雙端輸入一雙端輸出放大倍數(shù)：當輸入信號從兩個三極管的基極間加入

3、、輸出電壓從兩個三極管的集電極之間輸出時，稱之為雙端輸入一雙端輸出，其差模電壓A udUoUidVolVo22voiVslvs22vsiRcRsrbe增益與單管放大電路的電壓增益相同，無負載的情況下當兩集電極Cl、C2間接入負載電阻RL時，雙端輸入一雙端輸出時的 '差模電壓放大倍數(shù)為：AudaRlR' R /RLUidRs rbe RL Rc/ 2?輸入電阻：D Uid 2ibRs 2ib Rs rbe 2ibRs 。ibibRid2 rbe輸出電阻：Rod" 2Rc雙端輸入一單端輸出?放大倍數(shù)： A udUoUid?輸入電阻：Rid=2rbeVolVs2VolRc2

4、vsi 2 Rsrbe?單端輸出時的等效電阻為:Rod" Rc(2)共模輸入時的動態(tài)分析如果兩個輸入端信號大小相等、 相位相同，即：vs1=vs2=uic則稱為共模輸入信號，用Uic表示。其共模交流通路如圖：雙端輸入一雙端輸出 輸出的共模電壓uoc=vc1 vc2=0,雙端輸出時的共模電壓增益為: 雙端輸入一單端輸出其共模電壓增益為Auc皿*2UicUicu oc vcl vc2RcA ucU ic U ic U ic 2R e計算共模放大倍數(shù)Avc時，由于兩個輸入信號相等,Re等效為2Re。Avc的大小，取決于差分電路的對稱性,出時交流通路如圖所示Aci = voc1vicR

5、9;lrbe(1)2Re十單端輸R'l"-一2Re綜上 AudUoUidVolVo2Vs1Vs2RcRsrbeu ocVc1 Vc2uc(2)雙端輸入單端輸出差模電壓放大倍數(shù)UicUic VolVol1(Rc/Rl)1RlA/d1 - -二VidVi1-Vi22 rbe2be共模抑制比 KCMRAvD 或 Kcmr 20lg|AD|dBK CMRAvcAvc雙端輸出時由于Avc等于零，KCMR可認為等于無窮大，單端輸出時共模抑制比:KCMRR'l/2rbe ReR'L/2Rebe十為1T恒流源電路的基準電流為:I REF y I E4=VCC VEE UBE4

6、R1 R2Rc又因 IE3R3= IE4R2,所以有 I0=IE3= 、由R3R3I REF即三極管V3、V4及R1、R2、R3等值確定，則I0為一定值741型運放Avo的頻率響應-差模特性開環(huán)差模電壓增益AvO開環(huán)帶寬BW (fH)單位增益帶寬BWG (fT)差模特性2 .差模輸入電阻rid和輸出電阻ro? BJT輸入級的運放rid一般在幾百千歐到數(shù)兆歐? MOSFET為輸入級的運放rid>1012Q? 超高輸入電阻運放rid>1013Q、IIBW0.040PA? 一般運放的ro<200Q,而超高速AD9610的ro=0.05Q3 .最大差模輸入電壓 Vidmax 共模特性

7、1 .共模抑制比KCMR和共模輸入電阻ric般通用型運放KCMR為(80120) dB,高精度運放可達140dB,ric n 100MQ。2 .最大共模輸入電壓Vicmax1%跟隨誤差的共模一般指運放在作電壓跟隨器時，使輸出電壓產生輸入電壓幅值，高質量的運放可達士13V。功率放大器性能分析(1)輸出功率:I cm V Vcem 1PO ?一 I cmV cem.2、222 I cm2RL1 Vcem22 Rl如果輸入足夠大，使輸出達到最大值 VCC-VCES，此時的功率為最22大不失真輸出功率P0mPom IVCCR(2)電源提供的功率每個電源只提供半個周期的電流，電源提供的平均功率為:12V” IP 2VCC2- 0 I cm ?sin td( t) CCm(3)電路的效率電路的效率是指輸出功率與電源提供的功率之比旦 21cm2Rl?GRl_?VcemR2VCCIcm 4' VCC4 Vcc在輸出最大(Vom =VCC)時得到最大輸出功率一=78.5% 4P0mI cmVCC / 2VCC I cmR 2管耗2V1vo1 VCCVom Vomomsin t 時 Pti- n (VCC -vo) d t (-)20RL RL4Vom=0時管耗為0Vom= VCC 時管耗為：PT1 VCC RL 4(5