差分放大电路(I)（课件）.pptVIP

第三章 多级放大电路 3.3 差分放大电路 （I） .1差分电路的理论模型 .2长尾差分电路 3.3 差分放大电路 差分放大电路仍然是单极放大电路，是利用两个三极管性能的一致来抵消温度等环境因素对放大电路静态工作点的影响，从而抑制零漂或温漂的作用。 差分放大器多是用在直接耦合多级放大其中，作为一个单极放大器，差分放大器既可以对交变输入信号（交流信号）进行放大，也可以对直流变化量（相对于静态）进行放大。换句话说：只要相对与静态时有输入变化，不论是交流的还是直流的变化量，都会被电路放大。 3.3 差分放大电路 在分析差分电路时，要清楚的分别静态和动态，动态并非只是指有交流变化量时的情况。当有直流变化量时，也是动态情况之一。 差分电路的分析过程也是分为静态分析和动态分析。动态又在理论上分解为差模和共模两种情况。充分理解这些理论基础非常重要。它是我们在分析时理清思路的依据。也会使得看上去复杂的问题变得简单清晰。 .1差分电路的理论模型 差分电路的理论框图 定义差模输入： 定义共模输入： 一、静态情况 静态是指uIc＝uId＝0，也即：uI1＝uI2＝0时的情况，此时的输出为静态输出，表示为UOQ 二、动态情况→差模情况 动态的差模情况是指：令uIc＝0，uId≠0时的电路工作情况，在uId作用下的输出为差模输出，表示为：uod， uod时常是希望得到的输出电压uo 差模电压放大倍数： 三、动态情况→共模情况 动态的共模情况是指：令uId＝0，uIc≠0时的电路工作情况，在uIc作用下的输出为共模输出，表示为：uoc， uoc时常是希望抑制的输出电压。 共模电压放大倍数： 四、瞬时总情况 实际电路的每一个时刻，输出电压的瞬时总量，应为静态输出和动态输出（变化量）的叠加： .2长尾差分电路 一、电路组成 T1、T2性能一致； Rb1＝ Rb2＝ Rb， Rc1＝ Rc2＝ Rc uI1、uI2是对地的输入信号电压。 Re是共用的发射极 电阻。 .2长尾差分电路 二、静态情况→直流通路 ∵ T1、T2性能一致；两个输入回路是对称的 ∴IB1Q＝ IB2Q＝ IbQ， IE1Q＝ IE2Q＝ IEQ ∴ IC1Q＝ IC2Q＝ ICQ IRe＝2IEQ 在大多数情况下，Rb的值很小，上面的电压降也很小。所以时常在估算时可以忽略Rb上的压降： 三、动态分析→差模情况（uId≠0，uIc＝0） 差模工作原理 差模输入时，加在两个输入端的输入电压大小相等但方向相反，在电路输入对称的情况下，发射极差模动态电流大小相等，但变化方向相反（一个增大，另一个减小），Re上的差模动态电流为0 即：Re上实际的电流和静态时相同，其上方节点可以看成交流地。 三、动态分析→差模情况（uId≠0，uIc＝0） 差模交流通路 三、动态分析→差模情况 三、动态分析→共模情况（uId ＝ 0，uIc ≠ 0） 共模工作原理 ∵电路所加的电压大小和方向都是一样的， ∴Re上的共模动态电流是三极管动态电流的2倍 集电极共模动态电流也相等，在两个集电极电阻对称时，共模输出为零。 共模交流通路 * * 差分放大电路有两个输入信号，两个信号之间的差值才是需要放大的输入信号。利用电路的叠加原理，我们可以把这两个输入信号分解成差模输入和共模输入。 显然： 五、共模抑制比 我们总是希望差模放大倍数越大越好；共模放大倍数越小越好。这样在输出电压中由共模输入引起的输出变化量越小，共模抑制比也就越大。而温度等环境因素多以共模输入的形式影响差分放大电路，所以，KCMR越大时，电路抑制温漂的能力就越强。 根据输入回路方程有： ∵VBQ≈0，∴ 差模电压放大倍数是半电路放大倍数 差模放大倍数 差模输入电阻： 输出电阻： ∵Uo1=Uo2 ∴Auc=0 共模输入电阻 输出电阻 共模放大倍数 *