模擬電子技術(shù) 課件 14 差分放大電路

模擬電子技術(shù)梁長垠教授梁長垠教授項目三集成運算放大電路的制作與測試直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04一、直耦放大電路問題1.零點漂移原因引入直流負反饋溫度補償采用差分放大電路2.解決零點漂移的措施電源電壓波動元器件老化環(huán)境溫度變化直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04二、基本差分放大電路1.電路結(jié)構(gòu)2.電路特點由兩個完全對稱的共發(fā)射極放大器組成差分放大電路電路元件對稱雙電源供電3.抑制零點漂移原理當(dāng)輸入信號ui1=ui2=0時，由于差分放大電路的結(jié)構(gòu)和元件的對稱性，兩個管子對應(yīng)各極的電流相同，各電極的電位也相同，所以靜態(tài)時輸出電壓u0=0。當(dāng)溫度發(fā)生變化時，兩管的集電極電位會發(fā)生變化，但是由于兩管處于同一環(huán)境溫度下，所以電位變化的極性和大小相同，保證了輸出電壓u0依然為零。二、基本差分放大電路4.靜態(tài)分析直流通路中，IRee=IEQ1+IEQ2=2IEQ直流通路基爾霍夫定律：IBQRb+UBEQ+2IEQRee=VEE若忽略基極電阻壓降，VEQ=-UBEQ流過公共電阻Ree上電流根據(jù)電路對稱性，兩管的靜態(tài)管壓降均為二、基本差分放大電路5.動態(tài)分析差分電路的輸入、輸出電路組合形式：共模輸入

雙端輸入

單端輸入

雙端輸出

單端輸出差模信號輸入：當(dāng)兩個輸入端上所加的信號大小相等、極性相反，即ui1=-ui2，uid=ui1-ui2時，稱uid為差模信號輸入共模信號輸入：當(dāng)兩個輸入端上所加的信號大小相等、極性相同，即ui1=ui2，uic=（ui1+ui2）/2時，稱uic為共模輸入信號二、基本差分放大電路5.動態(tài)分析差模輸入、雙端輸出電路：簡化電路基本電路和差分放大電路的兩個輸入端各加上一個大小相等，極性相反的電壓信號時，即ui1=-ui2時，電路中一個三極管的集電極電流增加，而另一個三極管的集電極電流減少，使得u01和u02以相反方向變化，從而獲得放大的信號輸出。當(dāng)差模輸入時，流過射極電阻的交流由兩個大小相等、方向相反的

和

組成，在電路對稱的情況下，這兩個交流之和在Re兩端產(chǎn)生的交流壓降為零，因此，差模輸入的交流通路可以把Re短路。二、基本差分放大電路5.動態(tài)分析差模輸入、雙端輸出電路時電壓放大倍數(shù)為簡化電路基本電路和接上負載時，RL中點電位為零，相當(dāng)于接地輸入電阻：Rid=2(Rb+rbe)輸出電阻:單端輸出時電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半二、基本差分放大電路5.動態(tài)分析共模輸入時由于電路參數(shù)對稱，兩管輸出電壓簡化電路基本電路共模抑制比雙端輸出電路時電壓放大倍數(shù)為

單端輸出時，共模電壓放大倍數(shù)為

單端輸出時二、基本差分放大電路5.動態(tài)分析四種接法特性比較

差分放大器的四種連接方式直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04三、恒流源差放電路1.恒流源差放電路結(jié)構(gòu)Re越大共模抑制能力越強，要求負電源電壓也很高才能產(chǎn)生一定的偏置電流。為了解決這個問題，常常采用電流源代替Re。2.恒流原理三極管T3、RE3、RB3-1、RB3-2和二極管D構(gòu)成了基本電流源電路，實際上它就是具有分壓式偏置的共發(fā)射極電路。選擇適當(dāng)?shù)腞B3-1、RB3-2、RE3,使三極管工作在放大區(qū)時，其集電極電流Ic為一恒定數(shù)值。直耦放大電路問題01基本差分放大電路02恒流源差放電路03常用恒流源電路04四、常用恒流源電路1.鏡像恒流源2.微電流源設(shè)三極管T1、T2的參數(shù)完全相同，則當(dāng)β比較大時，基極電流IB可以忽略，所以T2的集電極電流IC2

近似等于基準(zhǔn)電流IR。在右上圖應(yīng)用電路中，

T3、T4構(gòu)成鏡像恒流源，

iL=2iC1

由于UBE2<UBE1四、常用恒流源電路3.其他常見恒流源(a)共射極恒流源電路(b)穩(wěn)壓二極管恒流源(c)二極管結(jié)壓降恒流源(d)集成運