典型差分放大电路.ppt
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1、4.2.1 典型差分放大电路,4.2 集成运放中的基本单元电路,1. 电路组成,(1) 电路特点,a. 电路两边对称。,b. 两管共用发射极电阻RE。,c. 具有两个信号输入端。,d. 信号既可以双端,也可以单端输出。,两个输入端信号电压的差值是有用的,称之为差模输入信号,因而该电路称为差分放大电路。,(2) 信号的输入,(3) 抑制零漂的原理,(T1和T2 特性相同),(a) 当温度T一定时,( uI1=uI2=0 ),a. 电路双端输出,(b) 当温度增加 时,在双端输出的情况下,漂移为零。,b. 单端输出时,因射极电阻RE的负反馈作用,可以抑制零点漂移,2静态分析,直流通路,因为电路对称
2、,所以,列输入回路方程,由此可得,因,3. 动态分析,(1) 小信号差模特性,差模信号,记为,当 时的输入信号,差模输入时放大电路中的电流,由于,电阻RE上无交流电流,T1、T2发射极虚地。,交流通路,由于,故,1) 差模电压放大倍数,a. 双端输出,b. 单端输出,(a) 输出uO1,(b) 输出uO2,c. RL时,(a) 双端输出,负载电阻RL的中点虚地,由于,等效电路,Aud与单级共射极电路电压放大倍数相同。可见,差分放大电路是用“数量换质量”。,(b) 单端输出,从T1的集电极输出,输出与输入反相,从T2的集电极输出,输出与输入同相,2) 差模输入电阻,a. 单端输出时,求Ro的等效
3、电路,3) 输出电阻Ro,b. 双端输出时,求Ro的等效电路,(2) 小信号共模特性,共模信号,记为,当uIc1=uIc2时的输入信号,1) 共模电压放大倍数,a. 双端输出共模电压,共模电压放大倍数,故,b. 单端输出,交流通路,,电压放大倍数,一般情况,一般情况中,故,差分放大电路对共模信号有抑制作用,RE越大,抑制共模信号的能力越强。,综上所述,单端输出时,双端输出时,2) 共模抑制比,共模抑制比的定义,或者,a. 双端输出,b. 单端输出,因,3) 共模输入电阻,交流通路,,因为,故,4) 输出电阻,双端输出时,单端输出时,(3) 任意输入信号的分解,既不是差模信号又不是共模信号的输入
4、信号,任意信号,令,那么,任意信号可以分解成差模和共模信号两种性质的输入信号,任意输入信号分解示意图,uI10 ,uI2=0,特别的,对于单端输入,即,或,uI1=0 ,uI2 0,单端输入是一种特殊的双端输入形式,(4) 大信号传输特性,线性区,截止、饱和区,截止、饱和区,传输特性,(a) 静态工作点IC、UC之值;,(b) uO及KCMR之值;,(c) 若将RL接在C1对地之间,求UC、uO 及KCMR;,(d) Rid、Ric和Ro之值。,例 电路如图所示。设T1、T2的特性一致,=50,UBE=0.7 V, uIc=1 V, uId =50 mV, 。试求:,解 为了计算简单,设调零电
5、位器RW的滑动端在电位器的中间。,(a) 画出放大电路的直流通路,直流通路,由图可得,由上两式得,因,则有,(b) 根据题意,(c) 当RL在C1对地之间时,经整理可得,(12V),(+12V),IC,UC,c1,c2,IE,IB,IRL,(d)差模输入电阻,共模输入电阻,输出电阻Ro,双端输出时,单端输出时,双端输出,单端输出,对于图示电路,4.2.2 带恒流源的差分放大电路,RE越大,KCMR越大,电路抑制共模信号的能力越强。,a. 当VEE一定,IE减小,rbe增大, Aud减小。,c. 在集成电路中不易制作较大阻值的电阻。,RE太大对电路的影响,b. 为了维持IE不变,必须提高电源电压
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