1、3.3 差分放大电路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 1. 什么是零点漂移现象：u 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？
2、 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。三、长尾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 e BEQ EE EQ BQ b e EQ BEQ BQ EE 2 2
3、R U V I I R R I U R I V b 很小，所以 小，且 因为 R b 是必要的吗？1. Q点 e EQ BEQ BQ EE 2 R I U I V 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 EQ 2R U V I 通常，R b 较小，且I BQ 很小，故2. 抑制共模信号 0 ) ( ) ( C2 CQ2 C1 CQ1 C2 C1 O u u u u u u 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
4、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 C1 I C2U E I B1I 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 / I
5、d 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 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
6、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。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 CEQ2 。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
7、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 ) ( 2 ) 1 ( 2 be b e be b CMR r R R r R K 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）什么情况下A d 为“”？ （3）双端输出时的A d 是单端输出时的2倍吗？ be b e be b CMR ) 1 ( 2 r R
8、R r R K c o be b i ) ( 2 R R r R R ， （1）T 2 的R c 可以短路，因为输入回路对称，所以I EQ 、I BQ 、 I CQ 还是对称的，仅仅U CEQ1 U CEQ2 。 （2）输出端取T2管集电极电压时下A d 为“”2. 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 2 I c I d O u A u A u 差模输出 共模输出 当电路参数不完全对称时， 输出电压为：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
9、(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。 c o CMR c be b L c d 2 0 ) 2 ( R R K A r R R R A 双端输出： C o be b e be b CMR e be b L c c be b L c d) ( 2 ) 1 ( 2) 1 ( 2 ) () ( 2 1 R R r R R r R K R r R R R A r R R R A 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
10、 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 3 BEQ EE 2 1 2 3 E B3 2 R U V R R R I I I ， 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讨论一 若u I1 =10mV，u I2 =5mV，则u Id =？ u Ic =？ u Id =5mV ，u Ic =7.5mV讨论二 1、u I =10mV，则u Id =? u Ic =? 2、若A d =10 2 、K CMR 10 3 u O =? u Id =10mV ，u Ic =5mV u O = A d u Id + A c u Ic +U CQ1 =? =? =?
