模電實(shí)驗(yàn)5差動放大電路

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)名稱： 差動放大電路課程名稱： 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)（模擬）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 進(jìn)一步掌握小信號傳遞函數(shù)分析放大求解放大電路動態(tài)指標(biāo)；2. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握DC掃描分析方法分析放大電路的電壓傳輸特性；3. 加深對差動放大器性能及特點(diǎn)的了解；4. 學(xué)會自主設(shè)計(jì)滿足一定性能指標(biāo)的差動放大電路。二、實(shí)驗(yàn)步驟1.電路原理圖圖5-1 差動放大電路2.計(jì)算圖5-1所示電路靜態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)圖5-2 BJT VT1、VT2、VT3參數(shù)（1）靜態(tài)分析對于VT3管，IB2Q>>IR6UR6=UEE*R6/(R6+R7)=15*3/(3+6.8)=4.59VIC3Q=IE3Q=(UR6-UBEQ

2、)/R3=(4.59-0.7)/1.2k=3.24mA由圖5-1可知，沒有動態(tài)信號作用到VT3的基極或發(fā)射極，所以IC3是恒流，發(fā)射極所接電路可以看做一個(gè)恒流源。Ui=0時(shí)，IE1Q=IE2Q=IC3Q *1/2=3.24m*0.5=1.62mAIE1Q=(1+)*IB1Q IB1Q=1.62m/101=0.016mAUCEQ=VCC-IB1Q*RC1+IB1Q*RB1+UBEQ=15-1.6m*5.1k+0.016m*500+0.7=7.55V(2)動態(tài)分析rbe=1.87kAd=-*RC1/RB1+rbe+（1+）*RE1=-100*5100/(500+ 1.87k+101*100)40.

3、9雙端輸出 AC0 KCMR=Ri；Ro=2*Rc=10.2k3.Transient Analysis電壓增益分析圖5-3（1） uo1、uo2、ui暫態(tài)分析圖5-3（2） 修改ui縱坐標(biāo)單位長度后uo1、uo2、ui暫態(tài)分析可以看出uo1和ui反相位、uo2和ui同相位。啟用游標(biāo)，y1=-4.5908mV y2=15.2491mV。交越失真發(fā)生的范圍為-4.5908mV 15.2491mV。4.transfer function分析圖5-4（a）（uo1-uo2）/ui的transfer function分析由圖5-4（a）所示，雙端輸出時(shí)電壓增益（uo1-uo2）/ui=-41.06，反相

4、放大；輸入阻抗Ri=23.57k；輸出阻抗Ro=10.06k。圖5-4（b）uo1/ui的transfer function分析由圖5-4（b）所示，單端輸出時(shí)電壓增益uo1/ui=-20.53，反相放大；輸入阻抗Ri=23.57k；輸出阻抗Ro=5.06k。圖5-4（c）uo2/ui的transfer function分析由圖5-4（c）所示，單端輸出時(shí)電壓增益uo2/ui=-20.53，同相放大；輸入阻抗Ri=23.57k；輸出阻抗Ro=5.06k。由圖5-4（a）（b）（c）可以看出，雙端出的Uo-ui電壓增益比單端出要提高了一倍。其中（uo1-uo2）和ui反相位，uo1和ui反相位、

5、uo2和ui同相位。這與暫態(tài)分析所得出的結(jié)論一致。5. DC transfer characteristic圖5-5（a） 電壓傳輸曲線，游標(biāo)為uo1值圖5-5（b） 電壓傳輸曲線，游標(biāo)為uo2值圖5-5（c） 含（uo1-uo2）電壓傳輸曲線，游標(biāo)（uo1-uo2）值由圖5-5(a)(b)(c)可得，uo1、uo2-uo1傳輸特性曲線的斜率小于零，即反相放大；uo2的傳輸特性曲線的斜率大于零，即同向放大。又在圖5-5（a）中，斜率k1=uo1/ui=(y2-y1)/(x2-x1)=(4.8677-8.9634)/(100.7143m+99.39m)=-20.47，即電壓增益uo1/ui=-2

6、0.47。在圖5-5（b）中，斜率k2=uo2/ui=(y2-y1)/(x2-x1)=(9.0097-4.8653)/(101.6667m+100.8333m)=20.47，即電壓增益uo1/ui=20.47。在圖5-5（c）中，斜率k3=(uo1-uo2)/ui=(y2-y1)/(x2-x1)=(-4.1227-4.0939)/(100.7143m+100.0000m)=-40.93，即電壓增益uo1/ui=-40.93。雙端輸出電壓增益微單端輸出的兩倍。6.改為共模輸入的分析圖5-6（a） 共模輸入的電路圖圖5-6（b） 共模輸入時(shí)（uo1-uo2）/ui的transfer functio

7、n分析由圖5-6（b）所示，共模輸入條件下雙端輸出時(shí)電壓增益（uo1-uo2）/ui=2.44pV0，近似uo1=uo2，沒有輸出；輸入阻抗Ri=3.43M；輸出阻抗Ro=10.06k。圖5-6（C） 共模輸入時(shí)uo1/ui的transfer function分析由圖5-6（c）所示，共模輸入條件下單端輸出時(shí)電壓增益uo1/ui=-1.59mV；輸入阻抗Ri=3.43M；輸出阻抗Ro=10.06k。圖5-6（d） 共模輸入時(shí)uo2/ui的transfer function分析由圖5-6（d）所示，共模輸入條件下單端輸出時(shí)電壓增益uo2/ui=-1.59mV；輸入阻抗Ri=3.43M；輸出阻抗Ro=10.06k。雙端共模抑制比KCMR=|Ad/Ac|趨近于；單端共模抑制比KCMR=|Ad/Ac|=1.59m/20.53=0.077m7.設(shè)計(jì)差動放大器圖5-7（a）設(shè)計(jì)差動放大及電路圖首先驗(yàn)證滿足增益Aud40這一要求。由圖5-7（b）可以看出，其雙端輸出增益-42.57，42.5740滿足要求。再驗(yàn)證其工作靜態(tài)