1、3.3 差分放大电路,一、零点漂移现象及其产生的原因,二、长尾式差分放大电路的组成,三、长尾式差分放大电路的分析,四、差分放大电路的四种接法,五、具有恒流源的差分放大电路,六、差分放大电路的改进,一、零点漂移现象及其产生的原因,什么是零点漂移现象： uI0，uO0的现象。,产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。,克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路,在直接耦合多级放大电路中，由于各级之间的工作点相互联系、相互影响，会产生零点漂移现象,差动放大电路是一种具有两个输入端且电路结构对称的放大电路，其基本特点
2、是只有两个输入端的输入信号间有差值时才能进行放大，即差分放大电路放大的是两个输入信号的差，所以称为差分放大电路或者差动放大电路。,二、长尾式差分放大电路的组成,1.电路构成与特点图3.1所示为差动放大电路的基本形式，从电路结构上来看，它具有以下特点。（1）它由两个完全对称的共射电路组合而成。（2）电路采用正负双电源供电。,图3.1 典型基本差分放大电路,2.差动放大电路抑制零点漂移的原理由于电路的对称性，温度的变化对T1、T2两管组成的左右两个放大电路的影响是一致的，相当于给两个放大电路同时加入了大小和极性完全相同的输入信号。因此，在电路完全对称的情况下，两管的集电极电位始终相同，差动放大电路
3、的输出为零，不会出现普通直接耦合放大电路中的漂移电压，可见，差动放大电路利用电路对称性抑制了零点漂移现象。,1. Q点 令uI1= uI2=0,晶体管输入回路方程：,通常，Rb较小，且IBQ很小，故,静态时，两管集电极对地电位相等，即UCQ1=UCQ2。故两管集电极之间电位差为零，即输出电压uo=UCQ1-UCQ2=0。,三、长尾式差分放大电路的分析,2. 抑制共模信号,共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即,共模放大倍数：,2. 抑制共模信号 ：Re的共模负反馈作用,Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号,对于每一边电路，Re=?,如 T()IC1 IC2 UE IB1
4、 IB2 IC1 IC2 ,抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。,3. 放大差模信号,iE1= iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。,差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即,为什么？,差模信号作用时的动态分析,差模放大倍数,4. 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR,共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。,在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点，以避免干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安全工作。,根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出
5、。,5 任意信号输入,方法：分解为差模信号与共模信号的组合,根据,有,共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分,两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。,当信号从一个输入端输入时称为单端输入；从两个输入端之间浮地输入时称为双端输入；当信号从一个输出端输出时称为单端输出；从两个输出端之间浮地输出时称为双端输出。因此，差动放大电路具有四种不同的接法：双端输入，双端输出；单端输入，双端输出；双端输入，单端输出；单端输入，单端输出。,四、差分放大电路的四种接法,四、差分放大电路的四种接法 1. 双端输入单端输出：Q点分析(自学),由于
6、输入回路没有变化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是UCEQ1 UCEQ2。,1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析,1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析,1. 双端输入单端输出：问题讨论,（1）T2的Rc可以短路吗？ （2）什么情况下Ad为“”？ （3）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？,2. 单端输入双端输出,输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：,在输入信号作用下发射极的电位变化吗？说明什么？,2. 单端输入双端输出,静态时的值,问题讨论： （1）UOQ产生的原因？ （2）如何减小共模输出电压？,3. 四种接法的比较：电路参数理想对称条件下,输入方式：
7、 Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。,输出方式：Q点、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均与之有关。,五、具有恒流源的差分放大电路 为什么要采用电流源？,Re 越大，共模负反馈越强，单端输出时的Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re 越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。需在低电源条件下，得到趋于无穷大的Re。,解决方法：采用电流源！,五、具有恒流源的差分放大电路,等效电阻为无穷大,近似为 恒流,1) RW取值应大些？还是小些？ 2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。,六、差分放大电路的改进 1. 加调零电位器RW,2. 场效应管差分放大电路,几种方式指标比较,双端输入,单端输入,4. 几种方式指标比较,讨论一,若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？ uIc=？,uId=5mV ，uIc=7.5mV,清华大学 华成英 ,讨论二,1、uI=10mV，则uId=? uIc=? 2、若Ad=102、KCMR103用直流表测uO ，uO=?,uId=10mV ，uIc=5mV,uO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ1,
