资源描述：
《模拟集成电路设计原理实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------模拟集成电路设计原理实验指导书非理想对称差动放大器的设计与仿真实验目的：（1）熟悉PSPICE软件的使用方法；（2）运用PSPICE软件对非理想差动放大器进行设计与仿真；实验内容：1电路参数设置已知参数指标:RC1?5K，RC2?5.5K，?F1?100,?F2?110,?S1?5?10?15A，?S2?5.5?1
2、0?15A,Q3,Q4的?F?100,IS?5?10?15A。晶体管的选择:根据分析，选用元件库中的晶体管Q2N2222和Ｑ2N3904。输入电压的选择:根据分析，选用元件库中的VDC，VSIN，VSRC，VSTIM。输入电阻的选择:根据分析，选用元件库中的Rbreak，R。2电路的直流分析的部分输出图1设计电路图如上图1，差动放大电路中输入交流电压为1V，-1V.在差动晶体管中由于配对晶体管参数失配和集电极负载电阻RC失配使差动放大电路的性能变差，主要1表现为：当输入加差模信号时输出会产生共模分量，当
3、输入加共模信号时会产生差模分量.如果下一级也是差动放大电路，这种差模——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------输入－共模输出或共模输入－差模输出的转换对整个放大电路的性能将产生十分不利的影响。以下通过电路来分析讨论这一问题。图2差分放大电路直流工作点各个晶体管直流工作点见附录2，其
4、上半部分为三极管的直流偏置情况。IC行列出了四个晶体管的工作电流分别为ICQ1?0.405MA,ICQ2?0.444MA,ICQ3?0.861MA,ICQ4?0.983MA。而IB,VBE,VBCVCE为三极管的其他直流工作点参数。图3直流传输特性2图3是当输入信号V1由?0.125-?0.125变化时，输出电压V01和V02的变化曲线。利用直流扫描分析可以清楚地看到直流传输特性，为分析电路直流工作状态提供方便。3交流小信号分析图4差模输出曲线如上图为输入差模信号时输出电压曲线。所谓差模信号，就是在差分
5、放大电路的两输入端，同时输入大小相同相位相差180的交流信号。对于非理想对称差放电路，差模输入会产生共模输出，这种共模输出分量比差模分量小得多，对下一级差放的影响并不十分严重。调用Probe观察波形，如图4，用光标工具“Cursor”测量两条曲线，可以测得双端输出的中频差模增益为162.3，单端输出的中频差模增益为77.2，由于集电极电阻的不对称使得双端输出的中频差模增益不是单端输出的中频差模增益的两倍。——————————————————————————————————————------------
6、------------------------------------------------------------------------------------图5共模输出曲线3如上图为输入共模信号时输出电压曲线。所谓共模，就是在差分放大电路的两输入端，同时输入幅值相同，相位也相等的交流信号。对于非理想对称差放电路，共模输入会产生差模输出，这种差模输出分量是作为下一级差放的差模输入信号而被放大，对真正的差模信号形成干扰，因而十分有害。调用Probe观察波形，如图5，在输入共模信号为1V时，输出电
7、压为32.9MV，即共模增益为0.0329，此时，由于电路的不对称，双端输出电压不为零。图6输入差模信号时的频响特性在输入幅度为1V差模电压时，差放输出VO1，VO2如图6所示，在低频下VO1?77.323V，VO2?85.162V，两者相位相反，因而差模输出分量幅度Vod?85.162?77.323?162.485VVoc?(85.162?77.323)，共模输出分量为?3.9195V。前者的所需要的差模分量作为下一级的差模输入信号;后者是下一级的共模输入信号,是有害的,但是由于幅度较小,且下一级差放
8、对共模信号有较强的抑制作用,所以影响不大。图7输入共模信号时的频响特性4在输入幅度为1V共模电压时,差放输出VO1，VO2如图7所示,VO1?32.988MV，VO2?39.523MV,两者同相位,因而输出的差模分量为6.535MV,输出的共模分量为36.256MV——————————————————————————————————————---------------------------------------------------
