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(2)靜態(tài)時:電路組成靜態(tài)工作點的計算VS仁vs2=0,電路完全對稱，所以有又 Ie= (1+ 3) IbVee - U beI bRs1+Ube+2I ERe二VeeI B1 = | B2=| B=cRS + 2(1+P)Re通常 Rsvv(1+ 0Re, Ube=0.7V (硅管)：Ibi=I B2=| b=因：IC1=I C2=I c=卩b故： UCE1二U CE2=V cc Ic Rc靜態(tài)工作電流取決于 Vee和Rq同時，在輸入信號為零時，輸出信號電壓也為零（uo二Vc1 VC2=O）,即該差放電路有零輸入零輸出。2、差分放大電路的動態(tài)分析

2、(1)差模信號輸入時的動態(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=iE1 + iE2=( Ie1+ ie1)+( Ie2+ ie2)電路對稱時，有IE1二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(dāng)輸入信號從兩個三極管的

3、基極間加入、輸出電壓從兩個三3Rc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 _ Uo _ Vo1 -Vo2 _ 2Vo1 =Aud_Uid Vs1 vs2 2vs1R srbe增益與單管放大電路的電壓增益相同，無負載的情況下當(dāng)兩集電極C1、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:A uduuid輸入電阻:Rid =Rs + rbeu i 2i b Rs 2ib(Rs + rbe ) 2i b R s_=2rbeibibRl=RcR輸出電阻：Rod2Rc雙端輸入一單端輸出放大倍數(shù):A udUoVolVoluidVsi Vs22Vs12(Rs +

4、rbe)輸入電阻：Rid=2rbe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=-uoc Vc1-Vc2_0uicuicUoc Vc1 vc2 社Rcu ic u ic u ic2R 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。RcAvc的大小，取決于差分電路的對稱性,Rc出時交流通路如圖所示。單端輸綜上:

5、voc1VicP R'lrbe +(1 + P)2ReR'l2 ReudUoUidVol -Vo22vo1Vs1 Vs22vs1PRcRs +rbeucu ocVc1 Vc2=0(2)雙端輸入單端輸出差模電壓放大倍數(shù)UicUicA/d1VolVidVolVi1-Vi2共模抑制比KCMR1 P(Rc/Rl)1 PrLrberbeKcmr =Avd或K cmr=20 lgAvdAvc(dB)Avc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:KcmrAvd1AvdP R'l /2rbeR'L/2Rerbe恒流源電路的基準(zhǔn)電流為:I re

6、f I E4=VCC +VEE UBE4R1 +R2又因Ie3R3 Ie4R2,所以有I0Ie3R2R3E4R2R3ref即三極管V3、V4及R1、R2、R3等值確定，則10為一定值。輸入電壓幅值，高質(zhì)量的運放可達士13V。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)741型運放Av。的頻率響應(yīng)差模特性2.差模輸入電阻rid和輸出電阻roBJT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、IIB<0.040pA般運放的rov200Q，而超高速AD9610的ro

7、= 0.05Q3. 最大差模輸入電壓 Vidmax共模特性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,riO 100MQ。2.最大共模輸入電壓Vicmax般指運放在作電壓跟隨器時，使輸出電壓產(chǎn)生 1%跟隨誤差的共模功率放大器性能分析(1)輸出功率:2D I cm Vcem1 i /1 i2 1 Vcem匕= 2 I cmVcem = 2 " cm RL =R如果輸入足夠大，使輸出達到最大值 V CC-VCES，此時的功率為最大不失真輸出功率Pom “舟譽d冷甞CESRr4 )(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:1 雹2/ I2兀電路的效率P =2Vcc 0Icm Sin麒d©t)= CC cm電路的效率是指輸出功率與電源提供的功率之比1I 2Rn _ Po _2Icm %,lcmRL _ 兀,Vcem 尺一空雖一4 Vcc"4 *Vcc兀一78.5%4在輸出最大(Vom V CC)時得到最大輸出功率:T| _ Rm _ 1 cmVcC / 2VCC 1 cm PV 2(4)管耗v。=VomSi n 麒時PTi二+f(VCC-Vo厝曲t=右警2兀IRlRl兀2Vom Vom=0時管耗為0 Vom= VCC 時管耗為:(5)最大管耗與輸