1、差分放大电路（3.3.1和3.3.2） 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本节课的教学目的 ： 1 、了解零点漂移现象及其产生的原因 。 2 、如何构思出差分放大电路 。 3 、理解差分放大电路的特点和对称性的重要性 。 4 、掌握差分放大电路主要动态参数的物理意义，以及四种接法电路的静态和动态分析、特点。 5 、通过对Re 作用的分析，了解共模负反馈的概念以及引入具有恒流源差分放大电路的必要性。一、零点漂移现象及其产生的原因 1. 什么是零点漂移现象： u
2、 I 0 ，u O 0 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 ：差分放大电路二、长尾式差分放大电路的组成 零输入零输出 若V与U C 的变化一样，则输出电压就没有漂移 信号特点？能否放大？ 零点漂移 参数理想对称：R b1 = R b2 ，R c1 = R c2 ，R e1 = R e2 ; T 1 、T 2 在任何温度下特性均相同。长尾式差分放大电路的组成特点 典型电路 在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 2. 零输入零输出。 信号特点？三、长尾
3、式差分放大电路的分析1. Q 点 ：令u I1 = u I2 =0 0 2 CQ 1 CQ O CQ 2 CQ 1 CQ EQ 2 EQ 1 EQ CQ 2 CQ 1 CQ BQ 2 BQ 1 BQ U U u U U U I I I I I I I I I EE BQ BEQ EQ e bB Q EE BEQ EQ e 2 2 b VIRUIR RI VU I R 因为 小，且 很小，所以 R b 是必要的吗？1. Q 点 EE BQ BEQ EQ e 2 b VIRUIR BEQ c CQ CC CEQ EQ BQ 1 U R I V U I I ， 晶体管输入回路方程： e BEQ EE
4、 EQ 2R U V I 通常，R b 较小，且I BQ 很小，故2. 抑制共模信号 O C1 C2 CQ1 C1 CQ2 C2 () () 0 uuuU uU u 0 c Ic Oc c A u u A ，参数理想对称时 共模放大倍数 C2 1 C C2 1 C B2 1 B u u i i i i 共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即 Ic I2 I1 u u u 2. 抑制共模信号 ：R e 的共模负反馈作用 0c Ic Oc c A u u A 参数理想对称时 共模放大倍数 R e 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，R e =? 如T( ) I
5、 C1 I C2 U E I B1 I B2 I C1 I C2 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 C1 O C2 1 C C2 1 C B2 1 B 2 u u u u i i i i i E1 = i E2 ，R e 中电流不变，即R e 对差模信号无反馈作用。 2 / Id I2 I1 u u u 差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即 ) ( 2 be b B Id r R i u 为什么？ 差模信号作用时的动态分析 be b L c d ) 2 ( r R R R A 差模放大倍数 Id Od d u u A ) 2 ( 2 L c C Od R R i
6、 u 2 ) ( 2 c o be b i R R r R R ，4. 动态参数 ：A d 、R i 、R o 、A c 、K CMR 共模抑制比K CMR ：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。 。 下， 在参数理想对称的情况 CMR c d CMR K A A K 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。讨论一 若u I1 =10mV，u I2 =5mV ，则u Id = ？u Ic = ？
7、u Id =5mV ，u Ic =7.5mV u I1 = u I1 + u I2 + u I1 -u I2 =u Ic + u Id u I2 = u I1 + u I2 -u I1 + u I2 =u Ic -u Id 所以u Id = u I1 -u I2 ；u Ic = （u I1 +u I2 ） 解：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 c CQ CC CQ2 L c CQ CC L c L CQ1) ( R I V U R R I V R R R U 由于输入回路没有变化，所以I EQ 、I BQ 、I CQ 与双端输出时一样。但是U CEQ1 U CEQ
8、2 。1. 双端输入单端输出：差模信号作用下的分析 be b L c d ) ( 2 1 r R R R A c o be b i ) ( 2 R R r R R ，1. 双端输入单端输出：共模信号作用下的分析 be b L c d ) ( 2 1 r R R R A e be b L c c ) 1 ( 2 ) ( R r R R R A b be e CMR bb e 2(1 ) 2( ) Rr R K Rr 1. 双端输入单端输出：问题讨论 be b L c d ) ( 2 1 r R R R A （1 ）T 2 的R c 可以短路吗？ （2 ）双端输出时的A d 是单端输出时的2 倍吗
9、？ （3 ）如何减小共模输出电压？ b be e CMR bb e 2(1 ) 2( ) Rr R K Rr c o be b i ) ( 2 R R r R R ， 增大Re2. 单端输入双端输出 共模输入电压 差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入： 2 / I Ic I Id u u u u ，2. 单端输入双端输出 OQ I c I d O 2 U u A u A u 静态时的值 差模输出 共模输出 问题讨论： U OQ 产生的原因？讨论二单端输入单端输出电路 1 、u I =10mV ，则u Id =? u Ic =? 2 、若A d =10 2 、K CMR 10
10、3 用直流表测u O ，u O =? 3 、什么情况下A d 为“ ” ？ u Id =10mV ，u Ic =5mV u O = A d u Id + A c u Ic +U CQ1 =? =? =? + + -3. 四种接法的比较 ：电路参数理想对称条件下 输入方式 ：R i 均为2(R b +r be ) ；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、A d 、A c 、K CMR 、R o 均与之有关。 L c d bb e c CMR oc () 202 R R A Rr A K RR 双端输出： cL d bb e cL c b be e b be
11、e CMR bb e oc () 2( ) ()2(1 ) 2(1 )2( )RR A Rr RR A Rr R Rr R K Rr RR 单端输出： 五、具有恒流源的差分放大电路为什么要采用电流源？ R e 越大，共模负反馈越强，单端输出时的A c 越小，K CMR 越大，差分放大电路的性能越好。 但为使静态电流不变，R e 越大，V EE 越大，以至于R e 太大就不合理了。 需在低电源条件下，得到趋于无穷大的R e 。 解决方法：采用电流源！五、具有恒流源的差分放大电路 2 EE BEQ3 12 2B 3C 3E 3 3 R VU RR IIII R ， 等效电阻为无穷大 近似为 恒流1) R W 取值应大些？还是小些？ 2) R W 对动态参数的影响？ 3) 若R W 滑动端在中点，写出A d 、R i 的表达式。 2 ) 1 ( W be b c d R r R R A W be b i ) 1 ( ) ( 2 R r R R 六、差分放大电路的改进1. 加调零电位器R Wd o i d m d 2R R R R g A 2. 场效应管差分放大电路
