問(wèn)題FET管放大電路的特點(diǎn)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(hào)及連接方式2.4差動(dòng)放大電路的特性與分析1.組成對(duì)稱(chēng)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(diǎn)2.4.1.1差放的偏置方式與靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)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(jiǎn)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(hào)與共模信號(hào)VvI1vI2共模信號(hào)差模信號(hào)共模信號(hào)差模信號(hào)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(hào)的來(lái)源

①vI1-vI2②干擾（對(duì)T1、T2相同）

③工作點(diǎn)的漂移（等效為共模信號(hào)）小信號(hào)狀態(tài)（線(xiàn)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(hào)從兩個(gè)輸入端輸入稱(chēng)為雙端輸入，RL接在兩個(gè)輸出端之間稱(chēng)為雙端輸出，信號(hào)只從一個(gè)輸入端輸入稱(chēng)為單端輸入RL接在一個(gè)輸出端和地之間稱(chēng)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(duì)稱(chēng)時(shí)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(duì)稱(chēng)差放雙端輸出時(shí)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(fù)反饋電阻Re的差放電壓放大倍數(shù)為：令：得：?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)：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：?jiǎn)味溯敵鰰r(shí)：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(jiàn)，Rcm只對(duì)共模有很強(qiáng)的負(fù)反饋，對(duì)差模無(wú)負(fù)反饋故稱(chēng)Rcm為共模負(fù)反饋電阻，Rcm越大共模干擾抑制能力越強(qiáng)，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(hào)分解為差模信號(hào)與共模信號(hào)利用差模信號(hào)、共模信號(hào)及電路對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)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(jìn)行差模與共模分析抑制共模和穩(wěn)定工作點(diǎn)的關(guān)系工作點(diǎn)漂移可看成是共模信號(hào)的作用抑制共模和穩(wěn)定工作點(diǎn)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(fù)反饋和電路對(duì)稱(chēng)(對(duì)消)；單端輸出只靠Rcm的負(fù)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(duì)稱(chēng)時(shí)的大信號(hào)特性與非線(xiàn)性失真2.4.2.1大信號(hào)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(hào)特性曲線(xiàn)大信號(hào)伏安特性表達(dá)式差動(dòng)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(xiàn)性區(qū)過(guò)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(hào)無(wú)共模電流和電壓輸出－－抑制共模信號(hào)基本特點(diǎn)：放大差模抑制共模差放的大信號(hào)特性曲線(xiàn)（自學(xué)）2023/7/20北京航空航天大學(xué)202教研室20

當(dāng)vI1=vI2=0時(shí)（靜態(tài)）

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

線(xiàn)性差模輸入動(dòng)態(tài)范圍為－VT～＋VT（52mV）

曲線(xiàn)斜率為gm＝diC/dvId

是傳輸跨導(dǎo)，在vId＝0時(shí)最大。單端輸出時(shí)雙端輸出時(shí)當(dāng)vId為大信號(hào)時(shí)，vId超過(guò)（±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(xiàn)性失真和微變電壓增益Avd差放能夠有效降低非線(xiàn)性失真，最低次諧波是三次的，在Vidm＝VT＝2mV時(shí)，D3為2％左右，在相同非線(xiàn)性失真條件下，差放的線(xiàn)性輸入動(dòng)態(tài)范圍幾乎時(shí)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(fù)反饋電阻后線(xiàn)性范圍得到擴(kuò)展，擴(kuò)展的量幾乎等于IEERe但跨導(dǎo)降低到：線(xiàn)性輸入范圍的擴(kuò)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(shí)的傳輸特性曲線(xiàn)（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(hào)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(dòng)放大器傳輸特性曲線(xiàn)：結(jié)論：1.JFET共源差放得線(xiàn)性差模輸入動(dòng)態(tài)范圍比BJT大許多；2.雙端輸出時(shí)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(fù)載共射差放的大信號(hào)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(fù)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(gè)共射放大管的跨導(dǎo)，所以它有雙端輸出功能或稱(chēng)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(fù)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(yán)重不對(duì)稱(chēng)，

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(dòng)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(fù)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(fù)載差放是不對(duì)稱(chēng)差放，不能用半邊等效電路分析！

由于有源負(fù)載的動(dòng)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(diǎn)電流方程：電壓放大倍數(shù)：O點(diǎn)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(shí)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(guò)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(biāo)稱(chēng)電源電壓下，兩輸入端相同電位時(shí)的最大輸入電壓，一旦超過(guò)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