模拟电路 教学课件 作者 张丽华第3章CH03-2.ppt

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1、3.2差分放大电路3.2.1基本差分放大电路3.2.2差分放大电路的分析3.2.3具有恒流源的差分放大电路3.2.1基本差分放大电路差分放大电路是一个双口网络，每个端口有两个端子，可以输入两个信号，输出两个信号。其端口结构示意图如图3-1所示。图3-1差分放大电路输入输出结构示意图差分放大电路就其功能来说，是放大两个输入信号之差（ui1-ui2）。由于它具有优异的抑制零点漂移的特性，因而成为集成运放的主要组成单元。在电子仪器和医用仪器中常用差分放大电路做信号转换电路，将双端输入信号转换为单端输出或将单端输入信号转换为双端输出。基本差分

2、放大电路如图3-2所示对称电路的含义是两个三极管VT1、VT2的特性一致，电路参数对应相等。即VBE1=VBE2=VBE，Rc1=Rc2=Rc，Rb1=Rb2=Rb，Ri1=Ri2=Ri，β1=β2=β；抑制零漂的原理uo=(UC1+uC1)-(UC2+uC2)=0当温度变化时：能有效地克服零点漂移.1.差分放大电路的输入和输出方式差分放大电路的两个输入端A和B通常也称为反相输入端和同相输入端。在输入端A输入极性为正的信号ui1，则输出信号uo的极性与其相反，称该输入端A为反相输入端；在输入端B输入极性为正的信号ui2，而输出信号

3、uo的极性与其相同，称该输入端B为同相输入端。极性的判断以图3-2中确定的正方向为准。差分放大电路的四种连接方式：（1）双端输入双端输出；（2）双端输入单端输出；（3）单端输入双端输出；（4）单端输入单端输出。2.差模信号和共模信号差模信号共模信号有差模信号相当于两个输入端信号中不同的部分共模信号相当于两个输入端信号中相同的部分两输入端中的共模信号大小相等，相位相同；差模信号大小相等，相位相反。【例3-1】如图3-2所示电路，ui1=5mV，ui2=1mV，求uid和uic。解：uid=5-1=4mV，uic=0.5(5+1)=3mV

4、。也就是说，两个输入信号可看作是ui1=5mV→3mV+2mVui2=1mV→-3mV+2mV3.电压放大倍数差模电压增益共模电压增益总输出电压其中——差模信号产生的输出——共模信号产生的输出【例3-2】设有一个理想差动放大器，已知：ui1=25mV，ui2=10mV，Aud=100，Auc=0。求差模输入电压uid；共模输入电压uic；输出电压uo。解;uid=ui1-ui2=15mVuic=(ui1+ui2)/2=35/2=17.5mVuo=Auduid+Aucuic=100×15+0×17.5=1500mV3.2.2差分放大电路

5、的分析1．静态分析差分放大电路的静态和动态计算与前面学的基本放大电路基本相同。静态时vi1=vi2=0，由于电路完全对称，图3-2电路有：静态时：(ui1=ui2=0)IBQ1=IBQ2，ICQ1=ICQ2，UEE=UBEQ1+IEERe，IEE=(UEE-UBEQ1)/Re两管集电极电流和对地电压为：ICQ1=ICQ2≈(UEE-UBEQ1)/2Re，UCQ1=UCC-ICQ1RC1，UCQ2=UCC-ICQ2RC2，即:uo=UCQ1-UCQ2=02.双端输入，双端输出电路的动态分析(1)差模电压放大倍数图3-3双入双出差分放大电

6、路(a)差分放大电路(b)微变等效电路动态时：(ui1=-ui2)uid=ui1-ui2=2ui1，ic1=-ic1，uc1=VCC-iC1RC=UCQ1+uo1，uc2=VCC-iC2RC=UCQ2+uo2，uod=uc1-uc2=2uo1差模电压放大倍数Aud为：Aud=uod/uid=2uo1/2ui1=Aud1=-βRL//rbe，(RL/=RC//(RL/2)(2)输入电阻Rid为:Rid=2rbe，(3)输出电阻Ro为:Ro=2RC(4)共模电压放大倍数差分放大电路共模输入时电路如图3-4所示Avc定义为：当双端输出时，因

7、考虑到差分放大电路有极好的对称性，两集电极电位做大小相同方向相同的变化，所以vc1=vc2。因此可认为从两集电极输出的共模输出电压为0，故共模放大倍数为0。即图3-4差分放大电路共模输入的电路3.双端输入，单端输出电路的动态分析(1)差模电压放大倍数差分放大电路双端输入，单端输出时其负载电阻RL接在VT1或VT2管集电极与地之间，此时差模电压放大倍数为：。（3）差模输出电阻Rod=RC。其大小是双端输出时的一半。（2）差模输入电阻与双端输出时相同，为(4)共模电压放大倍数双端输入，单端输出的差分放大电路，因为ic1和ic2同时增大或同

8、时减小，因此在Re上得到的是两倍的ie1，ve=2ie1Re，这相当于其交流通路中每个三极管的发射极接2Re电阻。此时的交流通路如图3-5所示。该电路的共模电压放大倍数为：由此可以看出，单端输出比双端输出时有较大的共模输