清华模电讲义第十一章.ppt

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1、第十一讲 差分放大电路,第十一讲 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: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,二、长尾式差分放大电路的组成,零输入零输出,若V与UC的变化一样,则输出电压就没有漂移,零点漂移,参数理想对称:Rb1= R

2、b2,Rc1= Rc2, Re1= Re2; T1、T2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uI1= uI2=0,Rb是必要的吗?,1. Q点,晶体管输入回路方程:,通常,Rb较小,且IBQ很小,故,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,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 IB2 IC1 IC2 ,抑

3、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。,四、差分放大电路的四种接法

4、 1. 双端输入单端输出:Q点分析,由于输入回路没有变化,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

5、比较:电路参数理想对称条件下,输入方式: 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,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=5mV ,uIc=7.5mV,uO= Ad uId+ Ac uIc+UCQ1,

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