差分放大器（一）课件.ppt

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1、1.零点漂移现象及其产生的原因现象：输入电压为ui=0时，但输出电压uo≠0，并缓慢地发生不规则变化。引起Q点不稳定的主要原因：温度变化引起三极管参数的变化，故零漂也称温度漂移。多级直接耦合放大电路中，第一级的漂移对输出的影响最严重。4.3差分放大器4.3.1直接耦合放大电路的零点漂移现象问题：阻容耦合会不会出现零点漂移？uot0uit0零点漂移的本质：静态工作点的不稳定引起的变化量输出；2.抑制零移的方法：(1)引入直流负反馈以稳定Q点；(2)利用热敏元件补偿放大器的零漂；R2R1+VCC+T2+RcT1uiuoiC1ReRuB1(

2、3)采用差分放大电路。缺点：Re对放大性能的影响差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。4.3.2基本差分放大器1、基本差分放大器的组成原理图4-14基本差分放大器组成原理示意图放大器产生零漂是指当输入为零时，输出的值相对于某个参考点（如地点）发生变化；如果此时这个参考点也跟踪变化相同的量，则可认为输出零点没有发生变化。基本放大器产生零漂电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。图4-15基本差分放大器两个输入端b1、b2；两个输出端c1，c2输出电压uo=uc1-uc2(双端输出）基本差分放大器的组成：R

3、Q1、RQ2为限流电阻；Au1=Au2=Au2.基本差分放大器抑制零移的原理设T1管输出的零漂为uc1，T2管输出的零漂为uc2故：uo=(UCQ1+uc1)－(UCQ2+uc2)=0ui1=ui2=0，UCQ1=UCQ2静态时：若两边电路理想对称，则uc1=uc2依靠电路的对称性有效地消除了零漂。1)共模信号：大小相等、极性相同的一对输入信号即：ui1=ui2=uic结论：①差分放大器抑制共模输出；②零点漂移相当于共模输出，③共模输出的大小反映了对零点漂移的抑制水平。2)差模信号：大小相等、极性相反的一对输入信号即：ui1=

4、uidui2=-uid结论：差分放大器对差模信号有放大能力。差模信号和差模输入的概念图4-16基本差分放大器的差模输入方式而差模输入是指一个输入端对另一个输入端的信号，即两输入端的信号差，如图4-16所示。差模输入电压：，差模信号是针对两输入端对地（公共端）而言的。3)任意信号都可用差模信号和共模信号等效例:ui1=4V,ui2=2Vui2=3V－1V可分解成:ui1=3V+1V结论：差分放大器只能放大输入信号中的差模部分。任意输入差分放大电路实例+5V基本差动放大电路②由于每个管子没有采取消除零漂的措施，当零漂变化范围大时，差分放大管有

5、可能出现截止或饱和，使放大电路失去放大能力。基本差分放大器存在的问题：①电路很难完全对称，输出仍然存在零漂。③实际工作中，常常需要单端输出，即从c1或c2对地输出，而这时零漂与单管放大电路一样，仍然十分严重。为此，引入长尾式差分放大器。4.3.3长尾式差动放大电路图4-18(a)接有射级电阻的差分放大器图4-18(b)射级电阻合并后的差分放大器1.长尾式差分放大器组成原理图4-18射级电阻合并后的差分放大器接入Re后不会对输入差模电压的增益产生影响。其效果相当于交流通路中加上旁路电容。Re越大，效果越好。但当Re越大时，在一定的静态电流下

6、，Ue必然变大，即Q点偏高，使管子的动态范围变小。图4-19长尾式差分放大器引入负电源省去RbIEQ1=IEQ2=(VEE―UBE)∕2Re；UCEQ1=UCEQ2≈VCC+VEE―(RC+2Re)IEQUo=0；由于IBQRQ较小，电压降可忽略不计。2IEQRe≈(VEE―UBE)；2.长尾式差分放大器静态分析IBQ2IEQIBQ1=IBQ2=IEQ/(1+β)1）对共模信号的抑制作用2.长尾式差分放大器动态分析图4-20差分放大器输入共模信号①电路参数对称性②Re对共模信号的负反馈作用引入共模电压放大倍数Ac，定义为：在理想对称情况下

7、，Ac=0。2）对差模信号的放大作用图4-21长尾式差分放大器的差模等效电路（a）交流通路（b）H参数等效电路KCMR全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。KCMR越大，说明差放放大差模信号，抑制共模信号的能力越强。3）共模抑制比的定义：若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数Ac=0，KCMR=∞输出电压:uo=Ad（ui1－ui2）=Ad2uid，实际电路不可能完全对称，则Ac0，实际输出电压:uo=Acuic+Aduid,即共模信号对输出有影响。4）差分放大器的电压传输特性表示放大电路的输出电压随输入电压变化的关系图

8、4-22差分放大电路的电压传输特性