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1、5.2.1 概述 5.2.2 差分式放大电路的静态分析 5.2.3 差分式放大电路的动态分析,5.2 差分式放大电路,5.2.1 概述,一、差分式放大电路的组成 二、差分式放大电路的输入和输出方式 三、差模信号和共模信号,一、差分式放大电路的组成,差分式放大电路是由对称的两个基本放大电路， 通过射极公共电阻耦合构成的如图所示。 对称的含义是两个三极管的特性一致，电路参数 对应相等。,即：1=2= VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO,二、差分式放大电路的输入和输出方式,差分式放大电路一般有两个输入端： 同相输入端 反相输入端,差分式放
2、大电路可以有两个输出端，一个是集电极C1，另一个是集电极C2。 从C1和C2输出称为双端输出，仅从集电极 C1或C2对地输出称为单端输出。,根据规定的正方向，在一个 输入端加上一定极性的信号，如 果所得到的输出信号极性与其相 同，则该输入端称为同相输入端。 反之称为反相输入端。,信号的输入方式：若信号同时加到同相输入端和反相输入端，称为双端输入；若信号仅从一个输入端对地加入，称为单端输入。,图5.7 共模信号和差模信号示意图,三、差模信号和共模信号,差动放大电路仅对差模信号具有放大能力，对共模信号不予放大。,温度、干扰等对三极管电流的影响相当于加入了共模信号。差动放大电路是模拟集成运算放大器输
3、入级所采用的电路形式。,差模信号 共模信号,是指在两 个输入端加上 幅度相等，极 性相反的信号。,是指在两个 输入端加上幅度 相等，极性相同 的信号。,四、电路抑制零点漂移的原理,在差动放大电路中，无论是温度变化，还是电源电压波动都会引起两管集电极电流以及相应的集电极电压相同的变化，其效果相当于在两个输入端加了共模信号，由于电路的对称性，在理想情况下可使输出电压不变，从而抑制零点漂移。,图5.5 双电源差动放大电路（长尾式）,5.2.2 差分式放大电路的静态分析,分析方法与基本放大电路基本相同。为了稳定每个管子的静态工作点，提高单端输出抑制共模干扰能力，将Re从接地改为接负电源EE。,由 IB
4、 的计算式可知，Re对一半差分电路而言，只有 2Re才能获得相同的电压降。,由于接入负电源，所以偏置电阻 Rb 可以取消， 改为EE和Re提供基极偏置电流。基极电流为:,(动画5-1),5.2.3 差分式放大电路的动态分析,一、差模状态动态分析 二、共模状态动态分析 三、恒流源差分式放大电路,如果输入信号极 性相同，幅度也相同， 则是纯共模信号。如 果极性相同，但幅度 不等，则可以认为既 包含共模信号，又包 含差模信号，应分开 加以计算。,Uid1 = Uid2 = (Ui1 Ui2 )/2,Uic = (Ui1 + Ui2 )/2,Ui1 = Uic1 + Uid1,Ui2 = Uic2 +
5、 Uid2,一、差模状态动态分析,差分式放大电路的差模工作状态分为四种: 双端（单端）输入，双端输出 双端（单端）输入，单端输出 主要讨论的问题有： 差模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻,图5.8 双端输入双端输出,双端输入差放电路如图 5.8 所示，负载电阻接在两集电极之间， vi 接在两输入端之间，也可看成 vi/2 各接在两输入端与地之间。,双端输入双端输出,差模电压放大倍数,差模输出电阻,3. 主要指标计算,（1）差模情况,接入负载时, 双入、双出,单端输入双端输出,单端输入信号可以转换为双端输入,这种方式用于将单 端信号转换成双端差分 信号，可用于输出负载 不接地的情况。,图5.
6、10 单端输入转换为 双端输入,vi1 = vi2 = vi /2,双端输入单端输出,图5.9 双端输入单端输出,差模输出电阻,差模电压放大倍数,单端输入单端输出,通过从 T1 或 T2 的集电极输出，可以得到输出与输入之间或电位反相或电位同相的关系从 。T1 的基极输入信号，从 C1 输出，为反相；从 C2 输出为同相。,计算共模放大倍数 Avc 的微变等效电路，其中Re用 2Re 等效。Avc 的大小，取决于电路的对称性，双端输出时可以认为等于零。 单端输出时为：,二、共模状态动态分析(1)共模放大倍数 Avc,Re越大,共模放大倍数 Avc越小,抑制零漂能力增强,共模输入、输出电阻,(2
7、)共模抑制比,共模抑制比 KCMR 是差分放大器的一个重要指标。,或,双端输出时 KCMR 可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比,(动画 5-2),（3）频率响应,高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。,三、带恒流源的差分式放大电路,为了提高共模抑制比，应加大Re。但Re加大后，为保证工作点不变，必须提高负电源，这是不经济的。为此可用恒流源 T3 来代替Re 。 恒流源动态电阻大，可提高 共模抑制比。同时恒流源的 管压降只有几伏，可不必提 高负电源的值。这种电路称 为恒流源差动放大电路，电 路如图 5.13 所示。,图5.13 恒流源差动放大电路,恒流源电流数值为： IE =(VZ - VBE3 )/ Re,5.3 差分式放大电路的传输特性,根据,iC1= iE1，iC2= iE2 vBE1= vi1= vid/2 vBE2= vi2 = -vid/2,又 vO1VCCiC1Rc1 vO2VCCiC2Rc2,可得传输特性曲线 vO1，vO2f（vid）,vO1，vO2f（vid）的传输特性曲线,5.4.2 集成运算放大器741,原理电路,
