清華模電講義PPT課件

1、第十一講第十一講 差分放大電路差分放大電路一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因二、長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成三、長(zhǎng)尾式差分放大電路的分析四、差分放大電路的四種接法五、具有恒流源的差分放大電路六、差分放大電路的改進(jìn)第1頁(yè)/共25頁(yè)一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因1. 什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動(dòng)，元器件老化。其中晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂?？朔仄姆椒ǎ阂胫绷髫?fù)反饋，溫度補(bǔ)償。 典型電路：差分放大電路第2頁(yè)/共25頁(yè)二、長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成二、長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成零輸入零輸出若V與UC的變化一樣

2、，則輸出電壓就沒(méi)有漂移信號(hào)特點(diǎn)？能否放大？零點(diǎn)漂移參數(shù)理想對(duì)稱：Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T2在任何溫度下特性均相同。第3頁(yè)/共25頁(yè)長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成特點(diǎn)長(zhǎng)尾式差分放大電路的組成特點(diǎn)典型電路在理想對(duì)稱的情況下：1. 克服零點(diǎn)漂移；2. 零輸入零輸出。信號(hào)特點(diǎn)？第4頁(yè)/共25頁(yè)三、長(zhǎng)尾式差分放大電路的分析三、長(zhǎng)尾式差分放大電路的分析 1. Q點(diǎn)：令uI1= uI2=002CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIIIeBEQEEEQBQbeEQBEQBQEE22RUVIIRRIUIV很小，所以

3、小，且因?yàn)镽b是必要的嗎？第5頁(yè)/共25頁(yè)1. Q點(diǎn)eEQBEQBQEE2RIUIVBEQcCQCCCEQEQBQ1URIVUII，晶體管輸入回路方程：eBEQEEEQ2RUVI通常，Rb較小，且IBQ很小，故第6頁(yè)/共25頁(yè)2. 抑制共模信號(hào) 0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1Ouuuuuuu0 cIcOccAuuA，參數(shù)理想對(duì)稱時(shí)共模放大倍數(shù)C21CC21CB21Buuiiii共模信號(hào)：數(shù)值相等、極性相同的輸入信號(hào)，即IcI2I1uuu第7頁(yè)/共25頁(yè)2. 抑制共模信號(hào) ：Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔? cIcOccAuuA參數(shù)理想對(duì)稱時(shí)共模放大倍數(shù)Re的共模負(fù)反饋?zhàn)饔茫簻囟茸兓鸬淖兓?/p>

4、等效為共模信號(hào)對(duì)于每一邊電路，Re=?如 T()IC1 IC2 UE IB1 IB2 IC1 IC2 抑制了每只差分管集電極電流、電位的變化。第8頁(yè)/共25頁(yè)3. 放大差模信號(hào)C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiiiiE1= iE2，Re中電流不變，即Re 對(duì)差模信號(hào)無(wú)反饋?zhàn)饔谩?/IdI2I1uuu差模信號(hào)：數(shù)值相等，極性相反的輸入信號(hào)，即第9頁(yè)/共25頁(yè) )(2bebBIdrRiu為什么？差模信號(hào)作用時(shí)的動(dòng)態(tài)分析bebLcd)2( rRRRA差模放大倍數(shù)IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR，第10頁(yè)/共25頁(yè)4. 動(dòng)態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、 R

5、o、 Ac、KCMR共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路放大差模信號(hào)的能力和抑制共模信號(hào)的能力。下，在參數(shù)理想對(duì)稱的情況CMRcdCMRKAAK 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，信號(hào)源需要有“ 接地”點(diǎn)，以避免干擾；或負(fù)載需要有“ 接地”點(diǎn)，以安全工作。 根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。第11頁(yè)/共25頁(yè)四、差分放大電路的四種接法四、差分放大電路的四種接法 1. 雙端輸入單端輸出：Q點(diǎn)分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU 由于輸入回路沒(méi)有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出

6、時(shí)一樣。但是UCEQ1 UCEQ2。第12頁(yè)/共25頁(yè)1. 雙端輸入單端輸出：差模信號(hào)作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAcobebi)(2RRrRR，第13頁(yè)/共25頁(yè)1. 雙端輸入單端輸出：共模信號(hào)作用下的分析bebLcd)( 21rRRRAebebLcc)1 (2)( RrRRRAbebebebCMR)1 (2rRRrRK第14頁(yè)/共25頁(yè)1. 雙端輸入單端輸出：?jiǎn)栴}討論bebLcd)( 21rRRRA（1）T2的Rc可以短路嗎？（2）什么情況下Ad為“”？（3）雙端輸出時(shí)的Ad是單端輸出時(shí)的2倍嗎？bebebebCMR)1 (2rRRrRKcobebi)(2RRrRR，第15頁(yè)

7、/共25頁(yè)2. 單端輸入雙端輸出共模輸入電壓差模輸入電壓 輸入差模信號(hào)的同時(shí)總是伴隨著共模信號(hào)輸入： 在輸入信號(hào)作用下發(fā)射極的電位變化嗎？說(shuō)明什么？2/IIcIIduuuu，第16頁(yè)/共25頁(yè)2. 單端輸入雙端輸出OQIcIdO2UuAuAu靜態(tài)時(shí)的值差模輸出共模輸出問(wèn)題討論：（1）UOQ產(chǎn)生的原因？（2）如何減小共模輸出電壓？第17頁(yè)/共25頁(yè)3. 四種接法的比較：電路參數(shù)理想對(duì)稱條件下輸入方式： Ri均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時(shí)無(wú)共模信號(hào)輸入，單端輸入時(shí)有共模信號(hào)輸入。輸出方式：Q點(diǎn)、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與之有關(guān)。coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA雙

8、端輸出：cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1 (2 )1 (2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA單端輸出：第18頁(yè)/共25頁(yè)五五、具有恒流源的差分放大電路、具有恒流源的差分放大電路 為什么要采用電流源？ Re 越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，單端輸出時(shí)的Ac越小，KCMR越大，差分放大電路的性能越好。 但為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。 需在低電源條件下，得到趨于無(wú)窮大的Re。解決方法：采用電流源！第19頁(yè)/共25頁(yè)五五、具有恒流源的差分放大電路、具有恒流源的差分放大電路3BEQEE2123EB32RUVRRRIII，等效電阻為無(wú)窮大近似為恒流第20頁(yè)/共25頁(yè)1) RW取值應(yīng)大些？還是小些？2) RW對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響？3) 若RW滑動(dòng)端在中點(diǎn)，寫出Ad、Ri的表達(dá)式。2)1 (WbebcdRrRRAWbebi)1 ()(2RrRR六、差分放大電路的改進(jìn)六、差分放大電路的改進(jìn) 1. 加調(diào)零電位器RW第21頁(yè)/共25頁(yè)doidmd2RRRRgA2. 場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路第22頁(yè)/共25頁(yè)討論一討論一若uI1=10mV，uI2=5mV，則uId=？ uIc=？uId=5mV ，uIc=7.5mV第2