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1、2019/11/11,1,电子电路基础,第十一讲 差动放大电路,2,主要内容,7.1 基本电路及特性分析 7.2 双端输入、单端输出差动放大电路的特性 7.3 单端输入、双端输出差动放大电路的特性 7.4 单端输入、单端输出差动放大电路的特性 7.5 有源偏置差动放大电路,3,零点漂移,主要因素：电源电压的波动、环境温度的,放大电路无输入时，还有缓慢变化的电压,输出的现象为零点漂移,改变、器件参数的变化等,4,（1）基本电路,基本要求：,T1和T2参数和温度特性相同，对称,RC1RC2 ，RS1RS2,5,（1）静态特性分析,T1和T2参数相同，对称,RC1RC2， RS1RS2,令交流输入u
2、S1uS20,电路对称：IB1IB2，IE1IE2，IEIE1IE22IE1,基极回路方程：,6,差放静态特性分析,RL两端的直流电位相同，则RL中无直流电流,电路参数对称,7,差模小信号放大特性分析,差模信号：uS1=-uS2,8,差模小信号放大特性分析,差模信号：uS1=-uS2,9,输入电阻,输出电阻,源电压放大倍数（利用参数的对称性）,10,共模小信号放大特性分析,共模信号：uS1uS2uiC,iB1=iB2，iC1=iC2, uo1=uo2 uOC=0,2RE对共模输入信号起负反馈作用，使每个三极管,的共模电压放大倍数降低,抑制零点漂移,11,共模小信号放大特性分析（2）,外界因素引
3、起的电路参数变化均可等效为共模信号,共模抑制比CMR：综合考察差模信号放大能力以及,共模放大倍数AC：,若参数完全对称，则,差放电路对共模信号的抑制作用可应对零点漂移,直流放大器,共模信号抑制能力,12,例7-1：如图差动放大电路，三极管的UD=0.7V,rbb=134, 100,VCC=VEE=12V,RS1=RS2=1k，RL=10k,RC1=RC2=RE=5k，计算:(1)工作点;(2)ASD以及输入/输出电阻,静态工作点比较合适,解：(1),13,例7-1：如图差动放大电路，三极管的UD=0.7V,rbb=134, 100,VCC=VEE=12V,RS1=RS2=1k，RL=10k,R
4、C1=RC2=RE=5k，计算:(1)工作点;(2)ASD以及输入/输出电阻,(2)先求rbe,再用前述公式,14,差模大信号放大特性分析（1）,交流电流，E点不能再等效为交流地,差模大信号时，可能不工作在放大状态，RE上,由三极管e极电流与e极电压指数关系，电流方程：,15,差模净输入电压uid,三极管集电结输出电压uo1和uo2,16,差模大信号时的电压传输特性表达式,当uid趋于时，T1趋于饱和、T2趋于截止，则iC20、uo20、iEiC1 ，uo1和电路输出电压uod达到最大uo1m，且-iERC1-iC1RC1uo1muodm,输入差模大信号时，电路输出电压uod与集电结电压uo1
5、和uo2之间的关系,17,差模放大电路的电压传输特性曲线,增大发射极电阻RE的阻值，线性范围增大,只有差模净输入电压uid为0附近，输出电压uod与,uid较大时，三极管趋于饱和或截止，uod趋于平缓,uid呈线性关系；,18,四种形式的差动放大电路,双端输入、双端输出电路,19,四种形式的差动放大电路,双端输入、双端输出电路,双端输入、单端输出,20,四种形式的差动放大电路,双端输入、双端输出电路,双端输入、单端输出,单端输入、双端输出,21,四种形式的差动放大电路,双端输入、双端输出电路,双端输入、单端输出,单端输入、双端输出,单端输入、单端输出,22,（2）双端输入、单端输出差动放大电路
6、特性,基本电路及静态特性,双入、单出,输出不对称,由戴维南等效：,23,双入、单出电路-基本电路及静态特性,基极回路对称，静态特性与双端输入电路相同,24,差模小信号放大特性（1）,源电压放大倍数,双端输出的一半,从T2集电极输出时为同相输出,25,差模小信号放大特性（2）,输入电阻,输出电阻（是双端输出的一半 ）,26,共模小信号放大特性分析（1）,由中频交流等效电路：iB1=uic/RS1+rbe1+2(1+)RE，,uoc=-iB1RC/RL,共模放大倍数,27,共模小信号放大特性分析（1）,共模放大倍数,共模抑制比CMR,RE越大，AC越小，CMR越大，共模抑制能力越强，,电路的性能也
7、就越好,28,例7-2：双入单出差动放大电路，三极管的UD=0.7V、rbe=2.5k、100，VCC=VEE=12V，RS1=RS2=1k，RL=10k，RC=RE=5k。计算:(1)静态工作点;(2)ASD以及输入和输出电阻；(3)共模放大倍数AC以及共模抑制比CMR。,(2),(3),解：(1)静态工作点IBQ，ICQ的计算同例7-1,29,（1）单端输入、双端输出差动放大电路的特性,静态特性：与双入双出电路完全相同,电路对称参数 ，RL上无直流电流,30,差模小信号放大特性（1）,中频等效及h参数等效电路,因为(RS2+rbe2)/(1+)RE，可忽略 RE影响,31,差模小信号放大特
8、性（2）,故源电压放大倍数以及输入、输出电阻也相同,RE的影响可忽略的条件下，单端输入、双端,输出差动放大电路的h参数等效电路与双端输入、,双端输出差动放大电路的相同,32,共模性能分析,若电路参数完全对称，则,单端输入、双端输出差动放大电路的共模特,性与双端输入、双端输出的相同,33,（2）单端输入、单端输出差动放大电路的特性,静态工作特性与双入单出差动放大电路的静态,工作特性相同,34,单入、单出差模小信号放大特性,在RE的影响可以忽略的条件下，单端输入等效,为双端输入,单端输入、单端输出差动放大电路的动态特性,与双端输入、单端输出差动放大电路的相同,源电压放大倍数,输入、输出电阻,输入、
9、输出电阻,35,单入、单出共模特性,强，电路的性能也就越好,共模抑制比CMR,RE越大，AC越小，CMR越大，共模抑制能力越,单端输入、单端输出差动放大电路的共模特性,与双端输入、单端输出的相同,36,思考,有没有内阻非常大，又能提供适当电流、电,缺点是受到电源的限制,压的器件？,恒流源,(1)有效提高共模抑制的方法是提高RE,(2)有效提高共射放大电路的放大倍数和,输出电阻是提高RC,37,电流镜电路及其特性,T3和T4特性完全相同，电流放大倍数足够大,T3工作在临界放大状态,uBE相同,两管特性一样,故iB3=iB4、iC3=iC4=iB3=iB4,电路中iC3和iC4始终相等，,iB3和
10、iC3随恒流源电流变化，iC4iC3也发生相同变化,呈镜像关系，故称为电流镜,38,（3）有源偏置（负载）差动放大电路,电流镜电路代替T1和T2的集电极电阻，改善电路,T1和T2发射极接恒流源，,提高共模抑制比,和线性范围,放大倍数、输出特性,39,有源偏置差放-静态特性,静态工作点求解,T2与T4的集电极等效为两个处于反偏的二极管串联,40,有源偏置差放的静态特性,三极管T1和T2与T3和T4组成的电流镜相连,当T3和T4的2时,ICQ1ICQ3ICQ4ICQ2 IE/2,适当调整RL接地端上的直流电压，使RL中无,直流电流。这样，与T1和T2 集电极连接负载,电阻，双输出特性一致,41,差
11、模小信号放大特性,E点对于差模小信号等效为交流“地”,电流镜作用，iC4=iC1，单端输出等效双端输出,RL取很大的值，等效电阻rce 不能忽略,42,当三极管C-E极间等效电阻远远大于负载电阻RL时,RL上的电流： ioiC4|iC2|2|iC2|,源电压放大倍数ASD,43,小信号差模放大特性（3）,输出电阻：RL向左看入的电阻,输入电阻：与其它双端输入差动放大电路的,输入电阻相同,44,共模抑制特性,T1和T2发射极是直流恒流源，等效交流电阻,很大，有很强的负反馈作用，共模电压放大,倍数近似为0。CMR无穷大,时，与静态特性类似，,当有源偏置差动放大电路的输入为共模信号,45,例7-3：有源偏置差动放大电路，设UD=0.7V,rbe=2.5k, rce=150k,100，恒流源IE2mA,VCC=VEE=12V, RS1=RS2=500,RL=50k,忽略电流源内阻RE的影响,计算：(1)工作点；(2)差模ASD及输入和输出电阻。,(2),解：(1),46,作业,7.8，7.9，7.11， 7.12， 7.13,
