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1、模拟电子技术课程设计设计报告差动放大电路设计目录第 1 章 绪论1.1 设计任务与要求第 2 章 差动放大电路的设计2.1 元器件参数2.1 电路的设计方案2.3 电路的工作原理及静态与动态的分析2.4 电路理论的计算2.5 差动放大电路的作用第三章3.1Multisim 仿真电路3.2 仿真结果及其分析第四章设计小结第一章 绪论1.1设计任务与要求设计一个带恒流源的差动式放大电路。主要参数：选用 2N2218（ 值约为150） ，采用12V 的双电源，恒流源为 1.2mA,输入电阻20K、双端输出电阻20k，差模电压增益 Avd18，共模抑制比 KCMR40.第二章 差动放大电路的设计2.1
2、 元器件参数根据电路设计的实际情况和参数要求，确定好元器件的参数和要求。如下图所示器件名称 型号和数量三极管 2N2218 2 个电位器 50K 2 个电阻 7K 2 个 15K 2 个备注：以上元件只是参考参数，可根据实际情况和经验来选择合适的器件。2.1 电路的设计方案差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电
3、路和测量电路的输入级。 基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。差动放大电路的原理图2.3 电路的工作原理及静态与动态的分析差动放大电路的组成，从电路的结构上看，它具有以下特点：它由两个完全对称的共射电路组合而成。电路采用正负双电源供电。差动放大电路利用电路对称性，可以很好的抑制零点漂移现象。信号是从三极管的两个基极端输入的，称为双端输
4、入；输入信号是从三极管的两个集电极端输出的，称为双端输出。Re 为差动放大电路的公共发射极电阻，用来抑制零点漂移并决定晶体管的静态动作点。Rc 为集电极负载电阻。静态分析当输入信号为零时，放大电路处于静态。放大电路的直流通路如图所示，由于电路对称，所以 IBQ1=IBQ2,ICQ1=ICQ2,IEQ1=IEQ2,流过 Re 的电流为 IEQ1 和IEQ2 之和。由直流通路可以列方程得到静态工作点为：UEE=UBE1+2IE1ReIEQ1=IEQ2=（UEE-UBEQ）/2ReIBQ1=IBQ2=ICQ1/=IEQ1/两管对地的集电极电压为UCQ1=UCQ2=UCC-ICQ1Rc动态分析（1）差
5、模输入。在放大器两输入端分别输入大小相等、相位相反的信号，即 ui1=-ui2 时，这种输入方式称为差模输入，所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号用uid 来表示。差模输入电路如图所示。可得uid = ui1-ui2=2ui1（ui1=-ui2=1/2uid）（2）共模输入差动放大电路的两个输入端加上大小相等、极性相同的信号叫共模输入，用uic 表示。电路形式如下。uic=ui1=ui22.4 电路理论的计算输出方式 单端输出 u0输入方式 双端 ui1=-ui2=uid/2;单端ui1=uid，ui2=0典型电路形式 双端输入-单端输出；单端输入-单端输出差模电压增益 Aud Aud1
6、=uo1/uid=-uo2/uid=-（Rc）/2rbe共模电压增益 Auc Auc=-Rc/2r0共模抑制比 KCMR KCMR1=(ro)/rbe差模输入电阻 Rid Rid=2rbe共模输入电阻 Ric Ric=1/2rbe+（1+ ）2ro输出电阻 Ro Ro=2Rc Ro=Rc高频响应双端输入与共射极电路相同；单端输入从 uo2 输出，T1 管是共射电路，T2 管是共基电路，故 T1、T2 组成共射-共基电路，有效地提高了上线频率用途双端输入-双端输出（1）用于输入、输出不需要一端接地时；（2）常用于多级直接耦合放大电路的输入级和中间级。单端输入-双端输出将单端输入转换为双端输出。常
7、用于多级直接耦合放大电路的输入级双端输入-单端输出（3）将双端输入转换为单端输出，常用于多级直接耦合放大电路的输入级和中间级。单端输入-单端输出用在放大电路输入电路和输出电路均需有一端接地的电路中静态工作点第一级 T1 第二级 T2电位 UB1 UEI UC1 UB2 UE2 UC2理论值 2.625v 1.925v 3v 2.625v 1.925v 3v动态计算差模信号单端输入双端输出 Avd=323.45 ro=30k ri=3.71k单端输出 Avd=161.7 ri=3.71k ro=15k 共模信号单端输入双端输出 Avd0 ri=1216.8k ro=30k KCMR 单端输出 A
8、vd=-0.5 ri=1216.8k ro=15k KCMR=323.452.5 差动放大电路的作用1.克服了偏置电平变化带来的影响，使得放大器的性能保持稳定。2.使得输出信号的电压摆幅扩大了 1 倍。3.提高了电路的线性度。第三章3.1 Multisim 仿真电路3.2 仿真结果及其分析静态工作点第一级 T1 第二级 T2电位 UB1 UE1 UC1 UB2 UE2 UC2测量值 2.559v 1.938v 3.182v 2.559v 1.938v 3.182v动态分析：（蓝色输出，红色输入）差模信号双端输入-单端输出（单端输入 -单端输出）Aud=uo/2ui=25双端输入-单端输出（单端
9、输入 -单端输出）差动放大电路的通频带60khz 的电压值1khz 的输出电压通频带的图形第四章设计小结可见差动电路对共模信号有抑制作用。像温度的变化活电源电压的波动引起两集电极电流的变化是相同的，因此可以把它们的影响看成是差动电路输入端加入共模信号的结果。所以差动电路对温度影响有一定的抑制作用，另外和输入信号一起加入的干扰信号也可以被当作共模信号给抑制掉。但实际电路中两管不可能完全相同，所以要求共模输出电压越小越好。电路中的电阻 Rc 起到了负反馈的作用，对稳定静态工作点起到了一定的作用。当温度升高引起电流 Ic 升高，这时电流 IE 也升高，反映在电阻 Re 上的压降也升高，进而使三极管的电压 uBE 减小，是基极电流 iB 也减小，从而使集电极电流 ic 减小，稳定了工作点。在实际应用中，既有有用的差模信号，也有无用的共模信号，差动电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力，可以用共模抑制比 KCMR 这一指标来描述：KCMR 定义为差模电压放大倍数 Aud 与共模电压放大倍数 Auc 之比的绝对值，即 KCMR=|Aud/Auc| KCMR 越大，表明对共模抑制的能力越强，理想情况为无穷大。
