問題FET管放大電路的特點課件

2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室12.4.1差放的偏置、輸入和輸出信號及連接方式2.4差動放大電路的特性與分析1.組成對稱結(jié)構(gòu)兩種輸入方式兩種輸出方式四種組合方式2.直流工作點2.4.1.1差放的偏置方式與靜態(tài)工作點計算T1T2RCRCVCCvovo1vo2+_vI1vI2IEE-VEERee2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室2Ree穩(wěn)定靜態(tài)工作電流2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室3用電流源偏置的差放：2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室4差放的統(tǒng)一簡化表示：2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室52.4.1.2差模信號與共模信號VvI1vI2共模信號差模信號共模信號差模信號應(yīng)用疊加定理T1T2RCRCCCvovo1vo2+_RcmIEE-VEE2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室6共模信號的來源

①vI1-vI2②干擾（對T1、T2相同）

③工作點的漂移（等效為共模信號）小信號狀態(tài)（線性）

差模放大

共模作用2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室72.4.1.3差放的輸入和輸出連接方式信號從兩個輸入端輸入稱為雙端輸入，RL接在兩個輸出端之間稱為雙端輸出，信號只從一個輸入端輸入稱為單端輸入RL接在一個輸出端和地之間稱為單端輸出。單端和雙端輸入的差模和共模特性及其分析是相同的單端和雙端輸出的差模和共模特性及其分析有明顯的區(qū)別2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室8雙端輸出單端輸出T1T2RCvo+_vi1vi2RLVCCRcmIEE-VEE2.4.3基本共射差放理想對稱時的微變等效分析vi1vi2CCT1T2RCRCVvovod1vod2+_RLRcmIEE-VEE2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室92.4.3.1低頻差模特性2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室10差模電壓增益：共射對稱差放雙端輸出時的Avd等于半邊差模等效電路（即單管共射電路）的電壓增益在Rb＝0，忽略Rbb’的情況下：2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室11帶有負反饋電阻Re的差放電壓放大倍數(shù)為：令：得：單端輸出時：2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室12差模輸入電阻：差模輸出電阻：單端輸出時：2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室132.4.3.2低頻共模特性定義：voc＝vo1＝vo2

＝1/2(vo1+vo2)2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室14共模電壓增益Ac-c：可見，Rcm只對共模有很強的負反饋，對差模無負反饋故稱Rcm為共模負反饋電阻，Rcm越大共模干擾抑制能力越強，因此要盡量增大Rcm2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室15共模輸入電阻：共模輸出電阻：共模抑制比KCMR：在2.4.7節(jié)分析2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室16差放的分析方法輸入信號分解為差模信號與共模信號利用差模信號、共模信號及電路對稱的特點獲得差模與共模半邊等效電路

應(yīng)用疊加定理和半邊等效電路分別進行差模與共模分析抑制共模和穩(wěn)定工作點的關(guān)系工作點漂移可看成是共模信號的作用抑制共模和穩(wěn)定工作點是一致的提高共模抑制能力：----匹配精度,Rcm

雙端輸出靠Rcm的負反饋和電路對稱(對消)；單端輸出只靠Rcm的負反饋。2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室172.4.2基本共射差放理想對稱時的大信號特性與非線性失真2.4.2.1大信號差模特性（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室18大信號特性曲線大信號伏安特性表達式差動輸出電流雙曲正切函數(shù)（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室19(1)靜態(tài)(VID=0):Q

(2)加上VID(3)加上VIC(4)工作區(qū)域線性區(qū)過度區(qū)限幅區(qū)電流和不變，將電流的差放大－－放大差模信號無共模電流和電壓輸出－－抑制共模信號基本特點：放大差模抑制共模差放的大信號特性曲線（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室20

當vI1=vI2=0時（靜態(tài)）

曲線iC1＝f（vId）和iC2＝f（vId）以縱軸對稱，不論vId的大小和極性如何，（iC1＋iC2）恒等于IEE

線性差模輸入動態(tài)范圍為－VT～＋VT（52mV）

曲線斜率為gm＝diC/dvId

是傳輸跨導(dǎo)，在vId＝0時最大。單端輸出時雙端輸出時當vId為大信號時，vId超過（±4VT）以后，差放具有良好限幅特性。（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室212.4.2.2非線性失真和微變電壓增益Avd差放能夠有效降低非線性失真，最低次諧波是三次的，在Vidm＝VT＝2mV時，D3為2％左右，在相同非線性失真條件下，差放的線性輸入動態(tài)范圍幾乎時單管共射放大電路的10倍（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室22射極接入負反饋電阻后線性范圍得到擴展，擴展的量幾乎等于IEERe但跨導(dǎo)降低到：線性輸入范圍的擴展：增加發(fā)射極電阻RE（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室23射極電阻Re為不同值時的傳輸特性曲線（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室242.4.4JFET共源差放的大信號特性及差模電壓增益為避免柵流，設(shè)ISS<IDSS2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室25共源差動放大器傳輸特性曲線：結(jié)論：1.JFET共源差放得線性差模輸入動態(tài)范圍比BJT大許多；2.雙端輸出時的差模電壓增益Avd等于單管共源電路的電壓增益；2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室262.4.5有源負載共射差放的大信號特性及微變等效分析2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室27有源負載差放從電路結(jié)構(gòu)上看雖然是單端輸出，但其差模傳輸跨導(dǎo)等于一個共射放大管的跨導(dǎo)，所以它有雙端輸出功能或稱為單端-雙端轉(zhuǎn)換功能。2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室28靜態(tài)T3T4IEE/2+iT1T2IO+ioIEE-VEEvo+_vi1vi2RLVCCIEE/2+iIEE/2-i有源負載差放忽略基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)

vi1=vi2=0,VBE1=VBE2

IC1=IC2=IEE/2,IC4=IC1

IO=IC4-IC2=0 考慮基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng),輸出嚴重不對稱，

VBE1=VBE2IC1IC2,IC1IC4

IO=IC4-IC20VO=IORL，VO1VO2有靜態(tài)輸出!>>12023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室292.動態(tài)電流源的作用：使單端輸出電流是單管電流的2倍！單端→雙端的轉(zhuǎn)換作用。T3T4IEE/2+iT1T2IO+ioIEE-VEEvo+_vi1vi2RLVCCIEE/2+iIEE/2-i有源負載差放2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室302.4.5.2微變等效分析——Avd、Rid和Rod注意：有源負載差放是不對稱差放，不能用半邊等效電路分析！

由于有源負載的動態(tài)電阻很大，所以T1和T2的rce要考慮。2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室312.4.5.2微變等效分析——Avd、Rid和Rod忽略C1點電流方程：電壓放大倍數(shù)：O點電流方程：2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室32差模輸入電阻：差模輸出電阻RO：差放空載時的等效電阻2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室33最大差模輸入電壓Vidm:Vidm是兩輸入端間所能承受的最大電壓差值，超過該差值差放某一側(cè)晶體管將出現(xiàn)PN結(jié)反向擊穿。最大共模輸入電壓Vicm:Vicm是標稱電源電壓下，兩輸入端相同電位時的最大輸入電壓，一旦超過Vicm，差放的共模抑制能力將下降。2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室34最大差模輸入電壓VidmVid>0.7VT1

導(dǎo)通；T2截止。Je2

反壓Vid反壓EBO)BR(VidmV7.0V+=T1T2RCRCVCCIEE-VEEvovo1vo2+_vid2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室35

最大共模輸入電壓T1T2R