模电课设差分放大器

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1、实验差分放大电路一：设计题目长尾式差分放大电路二：设计指标：双端输出时，差模电压放大倍数：|Ad|=2030,共模电压放大 倍数：|AJO;单端输出时，Ad亡訳Ad2=让JAJTAcP0；输出电阻：R=4050KQ。o三：实验目的：（1）加深对差动放大器的性能和特点的理解。（2）学习差动放大器的主要性能指的标标的测试方 法。（3）了解电路产生零漂的原因和抑制方法。（4）学会调节差分放大电路的静态工作点。（5）掌握差分放大电路的双端输入，单端输出的共模 电压放大倍数和共模抑制比的测试方法。（6）掌握差分放大电路在不同输入，输出模式时差模 电压放大倍数的测试方式四:实验仪器与器件（1）计算机。（2

2、）Multism仿真软件。（4）数字电压表。（5）双踪示波器。（6）交流毫伏表。（7）12V的直流电源。（8）函数信号发生器。（9）晶体三极管，电阻，电容等五：预习要求:1根据直流稳压电源的技术指标要求，按照教材中介绍的方法 设计出满足技术指标要求的稳压电源。根据设计与计算的结果，写出 设计报告。2制定出实验方案，选择实验用的仪器设备，：六、设计原理：为了充分利用集成电路内部元件参数匹配较好、易于补偿的优 点，输入级大都采用差分放大电路形式。1、将两个电路结构、参数均相等的单管放大电路组合在一起， 就成为差分放大电路的基本形式，如图（a）,输入电压片和ul2分别 在两管的基极，输出电压等于两管

3、的集电极电压之差。a.差分放大电路的基本形式在理想情况下，电路中左右两部分三极管的特性和电阻有参数均 完全相等，则当输入电压等于零时，Ucq=UCq2，故输出电压UO=0。如果温度升高使ICQi增大，Ucq1减小，则ICQ2也将增大，UCQ2也将减 小,而且两管变化的幅度相等，结果VT的VT2输出端的零点漂移将 互相抵消。2、为了进一步减小每个管子输出端的温漂，设计了长尾式差分 放大电路。在图(a)的基础上，在两个放大管的发射极接入一个发射极电阻Re，如图(b)长尾电阻R的作用是引入一个共模负反馈，对共模信号有负反 e馈作用，而对差模信号没有负反馈作用。假设在电路输入端加上正的 共模信号，则两

4、个管子的集电极电流、iC2同时增加，使流过发射 极电阻的电流iE增加，于是发射极电位uE升高，反馈到两管的基极EE回路中，使uBE1、UBE2降低，从而限制了 iC、iC2的增加。b、长尾式差分放大电路但对于差模输入信号，由于两管的输入信号幅度相等，而极性相反，所以iC1增加多少，iC2就减少同样的数量，因而流过R的电流总C1C2e量保持不变，则AuE=0,所以对于差模信号没有反馈作用。ER引入的共模负反馈使共模放大倍数A减小，降低了每个管子 c的零点漂移。但对于差模放大倍数Ad没有影响，因此提高了电路的 d的共模抑制比。R愈大，共模负反馈愈强，则抑制零漂的效果愈好。但随着Ree的增大，R上的

5、直流压降将愈来愈大，为此，在电路中引入了一个负 e电源VEE来补偿R上的直流压降，以免输出电压变化范围太小。EEe七、设计步骤：1、静态分析当输入电压等于零时，由于电路结构对称，即R =R =R , R =R =R ；12b cl c2 cT管与T管的特性相同，B=B二B，r =r =r ； R为公共的发射极1212be1 be2 bee电阻，因此可认为 I =1 =1 , I =1 =1 , U 二U 二U , u =u =u ,BQ1 BQ2 BQ CQ1 CQ2 CQ BEQ1 BEQ2 BEQ CQ1 CQ2 CQ 由三极管基极回路可得U +I (2Re+0.5R)二VBEQ EQw

6、EE则静态基极电流为I=_乜 RL+(l+PXSRe+0,5Rw)静态集电极电流和电位为I :CQ BQU =V -I R (对地)CQ CC CQ C静态基极电位为U =-I R (对地)BQ BQ 12、动态分析由于接入长尾电阻R后，当输入差模信号时流过R的电流不变,eeU相当于一个固定的电位，在交流通路中可将R视为短路，因此长ee尾式差分放大电路的交流通路如图(c),RL为接在两个三极管之间 的负载电阻。当输入差模信号时，一管集电极电位降低，另一管集 电极电位升高，可认为RL中点处的电位保持不变，也就是说，R/2L 处相当于交流接地。根据交流通路得Ai =Au /(R +r +(l+B)

7、R/2)B1I11 bewB 1 A B二1c 1 A+yi1VT-C2-:/1T4.2VT5.2iliC、长尾式差分放大电路交流通路 R .则 Au=-Ai（Rc/）=-B 巳些cici2A u壬二一 rbm 1- P xv. 111同理 Au =-Ai （Rc/主）二-% V lC2C22 xi-rbe-二-劳 3 2 Aui2故输出电压为Au二Au-AuOC1IP - （Au -Au）IlI2C2 xl- rb = - 1 - |3 Rw 2则差模电压放大倍数为=迪=_B （Rc岁d差模输入电阻为R =2(R+r +(1+B)R/2)id1 bew输出电阻为R=2R3、参数选择 根据设计

8、指标，取R=40KQ，则R =R /2=20 KQ；oco卫厂单端输出时，取 A =A 2=-0.5, A = ，得 R =20 KQ;1 c2cle令负载电阻Rl =15KQ,调零电位器R =100 Q,三极管B =120；Lw3Ibq=；-；-p-VEE-UBEQ12-0.7 1365=1七二二一丄二二m 晒Rbe=rbb+ A300+(1.00232Rl+17S9由IA |=2030 得:d2030,L.00Z32RL+17.594.23R15.14, 因此，可取R=11 KQ1 + 120)X26/二=11.54+2.麗 X： 10_3R KQ ;1口 Th qRc/J亍二=5.455

9、 KQ(1 -)Rw/2=121X0.05=6.05 KQA =drb? - 1- P 2L20XS.45R1+11.54+2.32X 1Q_JR1 十 505七、安装与调试：按下图连结电路，进行电路测量静态工作点的测定亠A11 tn :IlkQHJTJIPMRflTFD orIblU =6.408VclIcl够万用表-XMMl-2.776 uAT- yj dB Iu.jdjdxll1 1嫌万用表-XMMl-539.124 uA设置|?Uc2=6408VIb2Ic2Multi mete r-X.E v I I dB I-2.776 uA-537.343 uA辔方用表-XMML密万用表-XMMl

10、差模放大倍数的测定:A9fo=aw (g-uooi) =n厶二 g 乙厶二 ooi/g 乙厶二Ki/ n=nvoi输出波形 Uo=500*2mv=1v反向保存Ext. TriggerT2-TI时间舍说27,Q23ms13.311 nV37.023 ms513.311 nV10.000 ms-369.4S2W1时间 比例KfeB fTi 们|加载B/A I AfB I通道口 比例 | 500 niV/Div通道B比例 |50 V/ttvYf立置P丫庞 |a| AC 0 | DC |(SAcJ 0 I DC - I r触发边沿IR b bFWl电平类型 正弓玄I标堆I自动II无Au=UoUi=l/

11、0.15=7八：设计总结本设计中，我用的是单入单出的连接方式，放大倍数的范围根据 理论计算，应在1020之间，由于在电路连接和元件选用及电脑操作 中可能出现误差，使最终实际放大倍数为7。应用Multisim软件对差分放大电路进行仿真分析，结果表明仿 真与理论分析和计算结果一致，应用Multisim进行虚拟电子技术实 验可以十分方便快捷地获取实验数据，突破了在传统实验中硬件设备 条件的限制，大大提高了实验的深度和广度。利用仿真可以使枯燥的 电路变得有趣，复杂的波形变得形象生动，并且不受场地 （可以在教 室、宿舍），不受时间（课内、课外）的限制，通过我们自己动手设计和 调 试，进一步加深了对查分放大电路的工作原理和作用的理解。通 过对长尾式差分放大电路的设计，使我加深了对差分放大电路工作原 理及特性的理解，同时学会了调节差分放大电路的静态工作点及其主 要性能指标的测试方法。在设计的过程中我遇到了很多问题，通过与同组人共同讨论和请教老师，我们解决了这些问题。同时熟悉了 Multisim软件的应用， 又掌握了一个应用软件，同时，通过这次课程设计，我知道仅有一个 人的力量去完成一项工作是非常困难的，须与同学一起合作与讨论， 让我们明白与他人很好地合作去解决问题时非常重要的。我们不论在 学习还是生活中都应该加强团队精神。此次课程设计让我收获颇丰。