差分電路講解

差分電路講解第一頁，共十六頁，2022年，8月28日(DifferentialAmplifier)3.3.1差分放大電路的工作原理

特點(diǎn)：

a.兩個輸入端，兩個輸出端；

b.元件參數(shù)對稱；

c.雙電源供電；

d.ui1=ui2

時，uo=0能有效地克服零點(diǎn)漂移一、電路組成及靜態(tài)分析V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo第3章放大電路基礎(chǔ)第二頁，共十六頁，2022年，8月28日V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo直流通路V1+VCCV2VEERCRCREEuoVEEICQ1ICQ2IEEIEQ1IEQ2UCQ1UCQ2VEE=UBEQ+IEEREEIEE=(VEE

–UBEQ)/REEICQ1=ICQ2

(VEE

–

UBEQ)/2REEUCQ1=VCC–

ICQ1RCUCQ2=VCC–

ICQ2RCUo=UCQ1–

UCQ2=0第3章放大電路基礎(chǔ)第三頁，共十六頁，2022年，8月28日1.差模輸入與差模特性差模輸入ui1=–

ui2差模輸入電壓uid=ui1

–

ui2=2ui1

=–

ui2差模信號交流通路ic1ic2使得：ic1=–

ic2uo1=–

uo2差模輸出電壓uod

=uC1

–uC2=uo1–(–

uo2)=

2uo1差模電壓放大倍數(shù)帶RL時RLRid=2rbe差模輸入電阻差模輸出電阻Rod=2RC大小相同極性相反二、動態(tài)分析ui1V1+VCCV2RCRCuodui2uo1uo2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC2第3章放大電路基礎(chǔ)第四頁，共十六頁，2022年，8月28日例

已知：=80，rbb=200，UBEQ=0.6V，試求：(1)靜態(tài)工作點(diǎn)；(2)差模電壓放大倍數(shù)Aud，差模輸入電阻Rid，輸出電阻Rod。[解](1)

ICQ1=ICQ2(VEE

–

UBEQ)/2REE=(12–0.6)/220=0.285(mA)UCQ1=UCQ2=VCC–ICQ1RC=12–0.28510=9.15(V)(2)=10//10=5(k)Rid=2rbe=27.59=15.2(k)Rod=2RC=20(k)ui1V1+12VV212VRCRCREEuodui210k10k20k20k第3章放大電路基礎(chǔ)第五頁，共十六頁，2022年，8月28日2.共模輸入與共模抑制比共模輸入ui1=ui2共模輸出電壓uic=ui1=ui2使得：ie1=ie2IEQ1+ie1IEQ2+ie2ue

=2ie1REE2REE2REE共模輸入電壓uoc=uC1

–uC2=0共模抑制比用對數(shù)表示：大小相同極性相同共模信號交流通路ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuocui2uC1uC2V1V2RCRCuocui2uC1uC2第3章放大電路基礎(chǔ)第六頁，共十六頁，2022年，8月28日uod=Auduid(2)

若Aud=–50、Auc=–0.05求輸出電壓uo，及KCMR1.01V0.99V[解]可將任意輸入信號分解為共模信號和差模信號之和(1)ui1=1.01=1.00+0.01(V)ui2=0.99=1.00–0.01(V)(1)求差模輸入電壓uid

、共模輸入電壓uic例ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuoui2uC1uC2uid=u

i1

–u

i2uic=(ui1+ui2)/2=1.01–0.99=0.02(V)=1(V)(2)=–500.02=–

1(V)uoc=Aucuic=–0.051=–0.05(V)uo=Auduid+Aucuic=–1.05(V)=60(dB)差模信號共模信號第3章放大電路基礎(chǔ)第七頁，共十六頁，2022年，8月28日3.3.2具有電流源的差分放大電路一、電流源電路減少共模放大倍數(shù)的思路：增大REE用恒流源代替REE特點(diǎn)：直流電阻為有限值動態(tài)電阻很大1.三極管電流源簡化畫法電流源代替差分電路中的REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RC–VEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI0第3章放大電路基礎(chǔ)第八頁，共十六頁，2022年，8月28日2.比例型電流源二極管溫度補(bǔ)償V1+VCCRERB1RB2I0V2比例型電流源V1+VCCR2RR1I0V2IREFUBE1UBE2UBE1

UBE2多路電流源V1+VCCR2RR1I02V2IREFR3I03V3第3章放大電路基礎(chǔ)第九頁，共十六頁，2022年，8月28日鏡像電流源UBE1=

UBE2I0=

IREF微電流源I0R2=

UBE1

–UBE23.鏡像和微電流源I0V1RV2IREFV1+VCCR2RI0V2IREFUBE1UBE2第3章放大電路基礎(chǔ)第十頁，共十六頁，2022年，8月28日4.NMOS管電流源原理電路當(dāng)V1、V2

幾何尺寸相同時：I0=

IREF當(dāng)V1、V2

幾何尺寸不同時：I0IREF采用V3管代替R+VCCV1RI0V2IREFDGSGSDVEE+VCCV1I0V2IREFDGSGSDVEEV3DSG第3章放大電路基礎(chǔ)第十一頁，共十六頁，2022年，8月28日V3、V4

構(gòu)成比例電流源電路二、具有電流源的差分放大電路簡化畫法能調(diào)零的差分電路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0RPMOS差分電路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREFIC4R1第3章放大電路基礎(chǔ)第十二頁，共十六頁，2022年，8月28日例

=100(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)；(2)求電路的差模Aud，Rid，Ro。[解](1)

求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5I0UCQ1=UCQ2=6–0.427.5=2.85(V)(2)求Aud，Rid，RoRo=2RC=15(k)ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k100第3章放大電路基礎(chǔ)第十三頁，共十六頁，2022年，8月28日三、差分放大電路的差模傳輸特性O(shè)uiiCiC1iC2I0特點(diǎn)：1.iC1+iC2=I0；當(dāng)ui=0，iC1=iC2=0.5I0。UT-UT2.當(dāng)–UT<ui<UT，uiiC1–iC2O–UTUTiC1–

iC2ui。3.當(dāng)–4UT<ui<4UT

，一只管子截止，I0

幾乎全部流入另一只管子，輸出電壓被限幅。4UT–4UTI0–4UT4UT+VCCui1V1V2RCuoui2RCVEEI0iC1iC2第3章放大電路基礎(chǔ)第十四頁，共十六頁，2022年，8月28日3.3.3差分放大電路的輸入、輸出方式一、單端輸入、輸出方式1.單端輸出輸出為雙端輸出的一半較雙端輸出小即ui1=ui

，ui2=0參數(shù)計(jì)算與雙端輸入相同四種連接方式比較見P882.單端輸入為雙端輸入的特例+VCCuIV1V2RCuoRCVEEI0iC1iC2RL第3章放大電路基礎(chǔ)第十五頁，共十六頁，2022年，8月28日二、雙端變單端的轉(zhuǎn)換電路雙端輸入單端輸出差分電路具有雙端輸出效果的單端輸出電路對于差模信號：ic1=ic3=ic4iL=ic2+ic4V3、V4為鏡向電流源=ic2+ic1=2ic1uo=2i