[信息与通信]差分放大器设计.ppt

* * 二、设计课题 具有恒流源单端输入—单端输出差分放大器设计 5.3 差分放大器设计 一、学习要求 三、具有恒流源的差分放大器组成及特点 四、主要特性参数及其测试方法 五、设计举例 六、实验要求 2010-1-26 * 二、设计课题 具有恒流源的单端输入—单端输出差分放大器设计 ? 性能指标要求 Rid＞10k?，AVD＞15，KCMR＞50dB。 ? 已知条件 VCC=+12V，VEE= –12V，RL=20k?， Vid=20mV(有效值)，3DG100或9018 3.3 差分放大器设计 掌握差分放大器的主要特性参数及其测试方法； 学会设计具有恒流源的差分放大器及其调试技术。 一、学习要求 2010-1-26 * 三、具有恒流源的差分放大器组成及特点 输入端 输出端 在模拟集成电路中，差分放大器常作为输入级或中间放大级。 T3、T4是特性相同的晶体管， 与电阻RE3、RE4、R共同组成 恒流源电路，为差分对管的射 极提供恒定电流I0 RP可调整电路的对称性 T1、T2称为差分对管，T1与T2 特性应相同，常用双三极管如 5G921或BG319等，它与RB1、 RB2、RC1、RC2及RP共同组成 差分放大器的基本电路 2010-1-26 * 电路特点 1、电路的结构对称，有恒流源的作用，电路静态工作点稳定。 3、电路的下限频率低。适用于放大变化速率低的小信号。 2、抑制零点漂移的能力强。无论是温度的变化，还是电源的波动(称之为共模信号)，对T1、T2两管的影响都是一样的。 2010-1-26 * 1. 输入－输出信号的连接方式 ? 双端输入—双端输出 ? 双端输入—单端输出 ? 单端输入—双端输出 ? 单端输入—单端输出 注意： 连接方式不同，电路特性参数有所不同。 2010-1-26 * ? 双端输入—双端输出 RL加在 3、4端 R1、R2是均压电阻，给差分放大器提供对称差模输入信号 Vid 两端均不接地 2010-1-26 * ? 双端输入—单端输出 均压电阻R1、R2给差分放大器提供对称差模输入信号 Vid 两端均不接地 两个输出端应接相同的负载 两个输出端应接相同的负载 2010-1-26 * 单端输入—双端输出 RL应接在3、4两个输出端 信号源的一端和差分放大器的一个输入端均接地 2010-1-26 * 单端输入—单端输出 两个输出端应接相同的负载 信号源的一端和 差分放大器的一个输入端均应接地 两个输出端应接相同的负载 2010-1-26 * 2. 静态工作点的计算 输入端不加信号 恒流源电路的参考电流 IR 恒定电流I0 静态工作点主要由恒流源电流I0的大小决定。 恒定电流I0主要由电源电压–VEE及电阻R、RE4决定。 2010-1-26 * 四、主要特性参数及其测试方法 1. 传输特性 2. 差模特性 3. 共模特性 2010-1-26 * 1. 传输特性 传输特性是指差分放大器输入差模电压vid时，集电极电流iC随输入电压vid的变化规律。 vid=0时，IC1= IC2= I0/2， 称Q点为静态工作点； vid增加(±25mV以内)时， iC1随vid线性增加，iC2则 线性减少，IC1+ IC2= I0的 关系不变； 非线性区 限幅区 线性放大区 vid增加 (超过±50mV)时， iC1增加和iC2减小都逐渐变缓， iC1、iC2随vid作非线性变化。 vid再增加(超过±100mV)， iC1、iC2不再随vid变化 2010-1-26 * 1. 传输特性 传输特性是指差分放大器输入差模电压vid时，集电极电流iC随输入电压vid的变化规律。 线性放大区扩宽 加入射极电阻RP可增强电流负 反馈，扩展线性区,当RP＝100?， vid在±50mV内是线性区 2010-1-26 * 在实际应用中是通过测量T1和T2的集电极电压vC1、vC2随差模电压vid的变化规律来测量差模传输特性。 因为vC1= VCC–iC1RC1，如果+ VCC、RC1确定，则vC1与–iC1的变化规律相同，而且测量电压vC1、vC2比测量电流iC1、iC2要方便得多。 测量传输特性的方法 测量差模传输特性接线图 示波器上显示的差模传输特性曲线 vc1=Vcc -ic1*Rc1 2010-1-26 * 从差分放大器的两个输入端输入一对差模信号(大小相等、极性相反)时，与差分放大器4种接法所对应的差模电压增益AVD、差模输