差分放大电路：零漂、组成、直流分析

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1、第一章差分放大电路differentialamplifier直接耦合放大电路#一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式1.1直接耦合放大电路的零点漂移现象及抑制方法零漂(zerodrift)：输入电压为零而输出电压的变化不为零。原因：电源电压的波动、元件的老化、半导体器件参数随温度变化而产生的变化。主要原因是温度，也称温漂。温漂指标：温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。抑制零漂（温漂）的措施引入直流负反馈：Q点的漂移，故引入Re稳定Q点。用热敏元件进行温度补偿：二极管——图2.

2、4.6。采用差分式放大电路：利用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消。1.2差分式放大电路的组成及其直流分析差分放大电路是构成直接耦合多级放大器的基本单元。一、电路构成有零点漂移现象利用对称克服零点漂移现象对称电路的射极电阻合二为一为简化电路,便于调节Q点,引入负直流电压源－VEE由两个结构完全对称的共射电路组成，通过射极公共电阻Re耦合构成。——电路参数理想对称特点：零输入时零输出；差模信号具有放大作用，共模信号抑制作用，即为所谓的“差动”。差模信号：一对大小相等，极性相反的信号，用uId1、uId2表示，uId1

3、=-uId2。——differential共模信号：一对大小相等，极性相同的信号，用uIc1、uIc2表示，uIc1=uIc2。——common输入方式单端输入双端输入输出方式单端输出双端输出差分电路的输入输出方式二、长尾式差分放大电路ß1=ß2=ßUBE1=UBE2=UBErbe1=rbe2=rbeICBO1=ICBO2=ICBORC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb静态分析uI1=uI2=0由于电路结构、参数对称，管子特性一致。IBQ1=IBQ2=IBQICQ1=ICQ2=ICQIEQ1=IEQ2=IEQUC1

4、=UC2=UC1.3差分放大电路对共模信号的抑制作用uIc1=uIc2=uIcib1=ib2ic1=ic2ie1=ie2流过Re上的动态电流：iRe=ie1+ie2=2ieRe上的电压：uRe=2ieRe因此，从电压等效的观点看，相当每管的射极各接有2Re的电阻。画交流通路时，单管射极电阻应为2Re。共模电压放大倍数共模电压放大倍数定义为:uocRcuIc1T1Rb2ReIec1uoc1RcuIc2T2Rb2ReIec2uoc2双端输出时，当电路完全对称时，uoc1=uoc2,所以双端输出的共模电压放大倍数为零，即A

5、c=0。单端输出时的共模电压放大倍数为——P163(3.3.17)可见，由于射极电阻2Re的自动调节(负反馈)作用，使得单端输出的共模电压放大倍数大为减小。在实际电路中，均满足Re>RC，故

6、Ac(单)

7、<0.5，即差动放大器对共模信号不是放大而是抑制。共模负反馈电阻Re越大，则抑制作用越强。1.4差分放大电路对差模信号的放大作用uI1=uId1，uI2=uId2，而uId1=-uId2ib1=-ib2ie1=-ie2uc1=-uc2流过Re上的交流总电流：ie=ie1+ie2=0Re上交流压降为0。因此，画交流通路时

8、，Re可视为短路，即两管的发射极直接接地。即：一管的射极电流增大，另一管的射极电流减小，且增大量和减小量时时相等。因此流过Re的信号电流始终为零，公共射极端电位将保持不变。所以对差模输入信号而言，公共射极端可视为差模地端，即Re相当对地短路。由uc1=-uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2RbRcuId1uoT1RbRcuId2T2uId差模电压放大倍数uId1=-uId2差模电压放大倍数定义为输出电压与输入差模电压之比。在双端输出时，输出电压为:输入差模电压为

9、:RbRcuId1uoT1RbRcuId2T2uIdR'L=Rc//(RL/2)与单管增益形式相同，以牺牲一个管子的放大倍数为代价，来换取低温漂Ri=2(Rb+rbe)Ro≈2RcP160(3.3.7)单端输出时，则IBQ1=IBQ2=IBQ，ICQ1=ICQ2=ICQIEQ1=IEQ2=IEQ，UCQ1UCQ2VCC=(ICQ1+ILQ)RC+UOQILQ=UOQ/RL单端输出时，则Ri=2(Rb+rbe)Ro≈Rc接T1接T2P163（3.3.16）没有ReRi=2(Rb+rbe)Ro≈2Rc双端输入—单端输出R

10、i=2(Rb+rbe)Ro≈Rc总之：差分电路的动态分析：差模信号R'L=Rc//(RL/2)R'L=Rc//RL双端输入—双端输出共模抑制比KCMR—衡量差放的一个重要指标为了衡量差动放大电路对差模信号的放大和对共模信号的抑制能力，引入参数共模抑制比KCMR。它定义为差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值，即——commonm