补充:差动放大器的分析
I C1
_V
Re
EE
UCE1 = UCE2 VCC IC RC (0.7) IC UO = UC1 UC2 0 I B1 I B1
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
2、抑制零漂的原理:
+VCC
当ui1 = ui2 = 0 时,
UC1 = UC2
Rb + u i1 -
ui1 +
RL uo1
2
-+
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
②差模输入电阻
Rid 2Rb rbe
③输出电阻
+ u i1 - u id
2
Rc
+
+ uo uo1 E
+
Rc
Rb T 1
uo2 T2 Rb -
Ro 2Rc
u id
2
+ ui2 -
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作 +12V RC10 k
12V
= (12 – 0.6) / 2 20 = 0.285 (mA)
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
+VCC
21学时
4. 共模输入与共模抑制比
uoc uC1 uC2
REE RC RC
共模输入
ui1 = ui2
大小相同 极性相同
ui1 V 1
IEQ1 + ie1
RC
VEE
IEQ2 + ie2
21学时
(3)镜像和微电流源
+VCC R
V1
IREF
V2
R I0
V1
IREF
I0
V2
U UBE1 BE2 R 2
镜像电流源 UBE1 = UBE2
微电流源 I0R2 = UBE1 – UBE2
I0 = IREF
U BE1 U BE2 I0 R2
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
2、具有电流源的差分放大电路
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
五、差分放大电路的输入、输出方式
1、单端输入、输出方式 (1)单端输出 输出为双端输出的一半 +VCC 1 RC // RL Aud R RC 2 rbe iC1 C iC2 RL uo Aud K CMR 较双端输出小 V1 V2 uI Auc
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
四、具有电流源的差分放大电路 1、电流源电路
减少共模放大倍数的思路: 增大 REE 用恒流源代替 REE
(1) 三极管电流源 +VCC RB1 RL IC
I0
+VCC RC
特点: 直流电阻为有限值 动态电阻很大
RB2
RE
简化画法
+VCC RC RC RC
电流源 代替差 分电路 中的 REE
uod
IC3 V3 R3
uod
ui1 V1
V2 ui2 R1 R2
ui1 V1
I0
VE
E
V2 ui2
–VEE
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
(2)比例型电流源
+VCC RB1 RB2
V1
+VCC I0
V2
+VCC
R
V1
IREF
R I0
V2
IREF
I02
_V
Re
u - - id 22
EE
u id
++ u ui2 i2 --
所以,Re对差模信号 相当于短路。
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
①求差模电压放大倍数: 因为ui1 =- ui2
设ui1 ,ui2 uo1 ,uo2 。 电路对称│uo1│=│uo2│
Rc
+
+ uo uo1 E
+
Rc
Rb T 1 + u id
2
uo2 T2 Rb -
uo= uo1 – uo2=2 uo1
差模电压放大倍数 uO 2uO1 uO1 Au d ui1 ui 2 2ui1 ui1
u i1 -
u id
2
+ ui2 -
+
ib
+
ic rbe β ib RC
+
+
Rb
Au d
RL ( Rc // ) 2 Rb rbe
V2
I03
V3
V1
RE
R1
U UBE1 BE2 R 2
R1
R2
R3
二极管温度补偿
比例型电流源
多路电流源
VCC U BE1 I REF R R1 UBE1 UBE2
I 0 I REF
R1 R2
R1 I 0 2 I REF R2 R1 I 03 I REF R3
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RC
uic = ui1 = ui2 ui2 共模输入电压 V2 ue = 2ie1REE 使得: ie1 = ie2
共模输出电压
uoc = uC1 – uC2 = 0
uoc uC1 uC2
V1 2REE 2REE
Auc
ui2
uoc 0 uic
K CMR
V2
共模抑制比
Aud Auc
共模信号交流通路
EE
RC
RC
ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V) VEE ui2 = 0.99 = 1.00 – 0.01 (V) uid = u i1 – u i2 = 1.01 – 0.99 = 0.02 (V) ui1 uic 1 uid 2 uic = (ui1+ ui2 ) / 2 = 1 (V) ui2 uic 1 uid 2 uod = Auduid = – 50 0.02 = – 1 (V) (2) uoc = Aucuic = – 0.05 1 = – 0.05 (V) uo = Auduid + Aucuic = –1.05 (V) 50 Aud 20 lg K CMR (dB) 20 lg = 60 (dB) 0.05 Auc
Rc + uo T1
Rc
_
T2
Rb + ui2 -
Uo= UC1 - UC2 = 0
当温度变化时:
_V
Re
EE
设T ic1 ,ic2 uc1 , uc2 uo= uc1 - uc2 = 0
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21学时
3.电路的动态分析
(1)加入差模信号
+VCC Rc Rb T1 R
21学时
例 3.3.1 已知: = 80,rbb = 200 ,UBEQ = 0.6 V,试求:
10 k RC u
od
20 k
ui1 V 1
20 k REE
ui2 [解] V2 (1) I
(1)静态工作点; (2)差模电压放大倍数 Aud, 差模输入电阻 Rid,输出电阻Rod。
CQ1 = ICQ2
减小零漂的措施
第一级是关键
引入意义
用非线性元件进行温度补偿
采用差动放大电路
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
二、差动放大电路结构与概念 1、结构: 对称性结构 即:1=2= UBE1=UBE2= UBE
+VCC Rc Rb + u i1 - T1 + uo Rc
rbe1= rbe2= rbe
21学时
三、差动放大电路的基本工作原理 1、静态工作点的计算:
ui1 = ui2 0
忽略Ib,有:Ub1=Ub2=0V
I Re 0.7V ( VEE ) = Re 1 = I C2 I C I Re 2
+ u i1 - Rb
+VCC Rc + uo T1 Rc
_
T2
Rb + ui2 -
+ u i1 - Re Rc Rb T1 uo1 +
+VCC + uo
-
Rc uo2 T2 Rb + ui2 -
EE
+
_V
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信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
(3) 差模信号与共模信号
差模信号: uid
= ui1 ui2
Rc Rb T1 + uo
1 共模信号: uic = ( ui1 ui2 ) 2 uod 差模电压增益:Aud = uid
VE
E
I0
Rid 2rbe
Ro RC
(2)单端输入 为双端输入的特例
即 ui1 = ui , ui2 = 0
ui1 1 ui 1 ui 2 2 ui2 1 ui 1 ui 2 2
A 用对数表示:K CMR (dB) 20 lg ud Auc
第3章
信号产生与变换电路的分析与制作
21学时
例 3.3.2 (1)求差模输入电压 uid 、共模输入电压 uic +VCC (2) 若 Aud = – 50、 Auc = – 0.05
uo 求输出电压 uo,及 KCMR 1.01 V uC2 0.99 V uC1 [解](1) 可将任意输入信号分解为 ui2 ui1 V V2 1 共模信号和差模信号之和 共模信号 差模信号 R