三極管差動(dòng)放大器

1、.；一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?設(shè)計(jì)三極管差動(dòng)放大器，要求如下：1、 差分輸入電壓Vid100mV； 2、 要求放大電路增益20dB； 3、 3dB帶寬10Hz1MHz；4、 盡可能提高共模擬制比(KCMR)。 二、 實(shí)驗(yàn)原理圖1 差動(dòng)放大器原理圖 差動(dòng)放大器的工作原理1、Tr1、Tr2發(fā)射極電流的和為定值如圖1所示，假設(shè)Tr1、Tr2完全相同，當(dāng)沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)，各自的發(fā)射極電流Ie1、Ie2相同，且均為恒流源Tr3的發(fā)射極電流的一半。當(dāng)在輸入1加電壓時(shí)，Ie1增加Ie，由于Ie1+Ie2被恒流源Tr3控制，故Ie2減小Ie，即Ie1與Ie2具有相同的變化量，只是增減方向不同。2、對(duì)輸入信號(hào)的差進(jìn)行放大

2、該電路的輸出是以集電極電流（=發(fā)射極電流）的變化量、以集電極電阻上的壓降取出的。Ie是由Tr1與Tr2的Vbe的差值決定的，當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)相同時(shí)，Tr1與Tr2的Vbe相同，兩者之差為零，因而沒(méi)有輸出。當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)不同時(shí)，Ie1與Ie2的變化量大小相等、方向相反，因而Vo1與Vo2是振幅相同、相位相反的信號(hào)。故差動(dòng)放大器電路僅對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)的差進(jìn)行放大,不放大相同的輸入信號(hào)，因而可以起到抑制溫漂的作用。3、差動(dòng)放大器的增益差動(dòng)放大器的輸入有單端輸入、雙端輸入兩種形式，輸出也有單端輸出、雙端輸出兩種形式。雙端輸出的增益為：?jiǎn)味溯敵龅牡脑鲆鏋椋杭磫味溯敵鲈鲆鏋殡p端輸出的一半?？梢?jiàn)差動(dòng)放大器的增益

3、與單管共射放大的增益相同，增加了一只管子并沒(méi)有增大增益，但很好地抑制了溫漂。三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、差動(dòng)放大器的設(shè)計(jì)(1) 、確定電源電壓差分輸入電壓Vid100mV，放大電路增益20dB，即10倍，因?yàn)閷?shí)際增益總小于理論計(jì)算值，故將理論計(jì)算的增益定位20倍，最大輸出電壓為100mV20=2V。差動(dòng)放大器的電源電壓要比最大輸出電壓加上作為恒流源工作的Q3的發(fā)射極電阻R6上的壓降的值還要大。為了使Q1、Q2的基極電壓為0V，去掉輸入側(cè)的耦合電容，使電路簡(jiǎn)單化，故采用5V的雙電源。(2) 、確定Q1、Q2的工作點(diǎn)Tr1、Tr2的集電極電流一般為0.1至數(shù)毫安。在這里設(shè)為1mA，則恒流源Tr3的發(fā)射極電流設(shè)

4、定在2mA。令Re3上的壓降為2V,電流流過(guò)2mA，所以(3) 、恒流源的設(shè)計(jì)為了使Re3上的壓降為2V,設(shè)Vbe為0.6V，則R2上的壓降為2.6V，所以R1上的壓降為7.4V。為了使Tr3上的基極電流可以忽略，則在R1、R2上流過(guò)的電流有必要比基極電流大10倍以上。如果設(shè)=100，則Tr3的基極電流為 所以流過(guò)R1、R2的電流為0.2mA。(4) 、確定Rc1、Rc2、Re1、Re2由于Tr1、Tr2基極電位被Rb1、Rb2偏置在0V，因此，Ve1=Ve2=-0.6V。如將Rc1、Rc2的壓降設(shè)定在Ve1(Ve2)與正電源的中點(diǎn)附近，就能獲得最大輸出電壓，即Rc1、Rc2的壓降為2.2V。

5、由于集電極電流設(shè)定在1mA，所以增益設(shè)定為20倍，所以可令，Rc1=Rc2=2k，Re1=Re2=51。(5) 、確定Rb1、Rb2Rb1、Rb2決定了輸出電阻，也有將Tr1、Tr2的基極電位偏置在0V的作用。取Rb1=Rb2=10k即可。(6) 、確定C1、C2C1、C2起到隔直的作用，可取C1=C2=10F。(7) 、確定三極管的型號(hào)S9018的參數(shù)符合要求，且頻率特性較好，故三只管子都用S9018。為了很好地抑制溫漂，Tr1、Tr2的參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格一致，電阻規(guī)格也應(yīng)嚴(yán)格一致。圖2 差動(dòng)放大器電路圖 表2 差動(dòng)放大器元件清單元件名稱位 號(hào)型 號(hào)規(guī) 格數(shù) 量電阻R1、R2、R3、R410k4電阻

6、R63.3k1電阻R722k1電阻R85.1k1電位器R51k1電解電容C1、C210F2三極管Q1、Q2、Q3S805032、 差動(dòng)放大器的仿真結(jié)果 仿真軟件Multisim元件庫(kù)中沒(méi)有S8050這種型號(hào)的三極管，故用2N5551代替4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果電路圖1kHZ Vp-p=100mV 雙入端輸入 雙端出波形1MHZ Vp-p=100mV 雙入端輸入 雙端出波形頻率特性3db點(diǎn)2HZ3.5MHZ實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入100mv輸出（v)10hz 100Hz 200Hz 300Hz 600Hz 650Hz 700Hz 800Hz VPP： 1.02 1.01 1.03 . 1.02 1.03 1.04 1

7、.03 1.02 900Hz 1K 1.1k 1.2K 1.3k 2k 3k 4KVPP: 1.04 1.03 1.02 1.02 1.01 1.04 1.02 1.03 5K 20K 50K 100k 150k 200k 300k 400kVPP: 1.00 1.02 1.01 1.03 1.02 1.04 1.05 1.01 450k 500k 600k 700k 800k 900k 1M 1.2MVPP: 1.01 1.02 1.01 1.02 1.00 0.99 0.97 0.96 1.3M 1.4M VPP: 0.96 0.94實(shí)驗(yàn)分析：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，達(dá)到了Av大于20dB，3dB帶寬為10Hz到1MHz，并且輸入小于100mv，能夠起到抑制共模抑制比的作用。已經(jīng)達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。實(shí)驗(yàn)總結(jié)（實(shí)驗(yàn)中遇到的已解