3.3差分放大电路
UCQ1= UCQ2 = VCC – ICQ1RC =12V – 0.285 10V = 9.15 V
例3.3.1 下图中, = 80 ,rbb'= 200 ,UBEQ = 0.6 V,试求:
(1)Q 点;(2)Aud 、 Rid 、 Ro 。
10 k RC uod
+12V RC10 k
20 k
ui1 V1
RC (1 )RP / 2
0.42
100 7.5 6.45 101 0.05
65
Rid 2[rbe (1 )Rp / 2] 23k
Ro = 2RC = 15 k
例3.3.3 下图中, = 100,试求 (1) Q ;(2) Aud,Rid,Ro
解:(1) 求Q 点
I REF
二、静态分析
UEQ= – UBEQ URE = VEE – UBEQ IEE = URE / RE
ICQ1 = ICQ2 IEE/ 2 = (VEE – UBEQ) / 2RE
ICQ1 UCQ1
ICQ2 UEQ
IEE
UCQ1 = UCQ2= VCC – ICQ1RC
uo = UCQ1 – UCQ2 = 0
R3 100
V4 100
R2
VE
6 VE
(2)求 Aud、Rid、Ro 零输入26时,若uo>0,则
r be1 Aud
r
be2
rbe
200应将1触01头 左 移6 4调5零2?
(1
RC
)RP
/
0.42
2
100 7.5 6.45 101 0.05
65
Rid 2[rbe (1 )Rp / 2] 23k
V2 ui2
20 k RE
解:(1)求Q点
ICQ1 = ICQ2 (VEE – UBEQ) / 2RE = (12 – 0.6)V / 2 20 k = 0.285 mA
UCQ1= UCQ2 = VCC – ICQ1RC
12V
=12V – 0.285 10V = 9.15 V
(2)
rbe
200 (1
ui1
ui1
2
ui2
ui1
2
ui2
ui2
ui1
2
ui2
ui1
2
ui2
= uic + uid/ 2 = uic uid/ 2
uic = (ui1+ ui2 ) / 2
uid/2
uo = uod + uoc=Aud uid + Auc uic Aud uid 差模输出电压 共模输出电压
例3.3.2
共模输入电压用uic表示。 ui1 = ui2= uic
理想时 uoc = 0
Auc
uoc uic
0
实际 uoc 0 Auc 0
共模抑制比综合表示放大差模 信号、抑制共模信号的能力。
KCMR
Aud Auc
KCMR (dB)
理想情况下,
20 lg Aud uoc =0A,uc
Auc
=0
K CMR
I C3
I REF
R2 R3
0.84mA
0.84 mA
+VCC
RC 7.5 k
uo
+6 V RC 7.5 k
V1
100 IC3
V2 R1
IREF
V3
6.2 k
R3 100
V4 100
R2
VE
6 VE
IC3
例3.3.3 下图中, = 100,试求 (1) Q ;(2) Aud,Rid,Ro
RL
RL
Aud
RL rbe
Rid、 Ro不变
例3.3.1
下图中, = 80 ,rbb'= 200 ,UBEQ = 0.6 V,试求:
(1)Q 点;(2)Aud 、 Rid 、 Ro 。
10 k RC uod
+12V RC10 k
20 k
ui1 V1
V2 ui2
20 k RE
12V
解:(1)求Q点
ICQ1 = ICQ2 (VEE – UBEQ) / 2RE = (12 – 0.6)V / 2 20 k = 0.285 mA
3.3 差分放大电路
概述 3.3.1 基本差分放大电路 3.3.2 电流源和具有电流源的差分放大电路 3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式 3.3.4 差分放大电路的差模传输特性及应用
概述
为何要用 差分放大电路?
具有很强的抑制零漂和共模干扰的能力。
概述:抑制零漂与共模干扰
放大电路在输入信号为零时,输出信号缓慢变化的现象 称为零点漂移,简称零漂,也常称温漂。
2. 电流源电路
(1) 三极管电流源
IC
RL
IC
RB2 RB 1+RB 2
VCC
RE
UBE
2. 电流源电路
改进
二极管温度补偿电路
IC
RB2 RB 1+RB 2
VCC
RE
UBE
2. 电流源电路 续
(2)比例型电流源
>>1 两管电流相近
二极管温度补偿电路
比例型电流源
I REF
VCC UBE1 R R1
三、动态分析
(二) 共模输入、共模特性与共模抑制比
共模信号通路
3. 共模
输入与
共模抑
制比
三、动态分析
(二) 共模输入、共模特性与共模抑制比
共模信号通路
3. 共模
输入与
共模抑
制比
ue =2 ie1RE= ie1(2RE)
三、动态分析
(二) 共模输入、共模特性与共模抑制比
共模信号通路
抑制共模信号3和. 共模 零漂的原理 输入与 共模抑 制比
3.3.2电流源与具有电流源的差分放大电路
电流源动态电阻很大、输出电流稳定、压降可以较小。 代替共模电阻RE 可有效提高共模抑制能力。
一、电流源与有源负载
1. 电流源的应用
采用有源负载 可大大提高电 压放大倍数。
提供稳定的静态电流;作有源负载。
Au左
RC
RB rbe
Au右
(rce
RB
// r0 ) rbe
差模输入电阻 Rid
Aud = 2rbe
uod uid
2uo1 2ui1
Au1
RC rbe
差模输出电阻 Ro = 2RC
三、动态分析
(一)差模输入与差模特性 续
画出差模信号通路
求差模特性
差模电压放大倍数
差模输入电阻 Rid
Aud = 2rbe
uod uid
2uo1 2ui1
Au1
RC rbe
I C3
I REF
R2 R3
0.84mA
0.84 mA
ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0 =0.42mA
UCQ1 = UCQ2 = 6V – 0.42 7.5V = 2.85 V
uod
ui2 = ui1
(2)求 Aud、Rid、Ro
26
r be1 r
Aud
be2
rbe
200 101 6 452
(2)求 Aud、Rid、Ro
例3.3.3 下图中, = 100,试求 (1) Q ;(2) Aud,Rid,Ro
解:(1) 求Q 点
I REF
VEE UBE4 R1 R2
6 0.7 mA 6.2 0.1
I C3
I REF
R2 R3
0.84mA
0.84 mA
ICQ1 = ICQ2 = 0.5 I0 =0.42mA
RE很强的电流负反馈作用抑 制共模信号传递,电路结构的对 称性又使双端输出时的共模输出 电压相互抵消,因此 uoc很小,通 常可近似为零。
零漂可等效为共模信号,被 有效抑制。
增大RE可抑制共模信号而不 影响差模信号,提高KCMR 。
三、动态分析
(三)任意输入信号时的分析 任意输入信号可分解为共模信号和差模信号之和
)
26mV IEQmA
200
81 26 0.285
7.59 k
A ud
RL rbe
80
RC
//
RL 2
52.7
7.59
Rid = 2rbe = 2 7.59 k = 15.2 k
Ro = 2RC = 20 k
三、动态分析
(二) 共模输入、共模特性与共模抑制比
加大小相等 、极性相同的输入信号,称为共模输入。
uo
+6 V RC 7.5 k
ui1 V1
100 IC3
V2
ui2
R1
IREF
V3
6.2 k
R3 100
V4 100
R2
VE
6 VE
例3.3.3 下图中, = 100,试求 (1) Q ;(2) Aud,Rid,Ro
解:(1) 求Q 点
I REF
VEE UBE4 R1 R2
6 0.7 mA 6.2 0.1
uO UCQ
t
概述:抑制零漂与共模干扰
放大电路在输入信号为零时,输出信号缓慢变化的现象 称为零点漂移,简称零漂,也常称温漂。
零漂的危害。 减小零漂的主要措施:采用差分放大电路、电流源偏置电路、
温度补偿、负反馈等。 共模干扰及其抑制。
3.3.1 基本差分放大电路
一、电路组成
结构特点: 电路结构和元件参数对称; 双端输入、双端输出; 双电源供电。
解:(1) 求Q 点
I REF