第三章-差分電路及OCL

第三章

直接耦合多級(jí)放大電路第一節(jié)

差分放大電路一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對(duì)稱。3.1.1基本型差分放大電路vi1vi2voRCR1T1RBRCR1T2RB+VCC二、抑制零漂的原理vo=VC1-VC2

=0vo=(VC1+vC1

)-(VC2+vC2)=0當(dāng)vi1

=

vi2=0

時(shí)：當(dāng)溫度變化時(shí)：+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2三、共模電壓放大倍數(shù)AC+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2共模輸入信號(hào)：

vi1=vi2=vC

（大小相等，極性相同）理想情況：vi1=vi2

vC1=vC2

vo=0共模電壓放大倍數(shù)：（很小，<1)但因兩側(cè)不完全對(duì)稱，vo

0vovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2四、差模電壓放大倍數(shù)Ad差模輸入信號(hào)：

vi1=-vi2=vd

（大小相等，極性相反）(很大，>1)設(shè)vC1=VC1+vC1

，vC2=VC2+vC2

。因vi1=-vi2，

vC1=-vC2

vo=vC1-vC2=vC1-vC2=2vC1

差模電壓放大倍數(shù)：+VCC結(jié)論

差分放大電路的性能實(shí)際上是指差分放大電路在差模信號(hào)下的性能：

輸入有差別，輸出才有變動(dòng)！五、共模抑制比(CMRR)的定義例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMR=20lg(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatioKCMR=KCMR(dB)=(分貝)一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:3.1.2雙電源長(zhǎng)尾式差分放大電路①特點(diǎn)：加入射極電阻RE；加入負(fù)電源-VEE

，采用正負(fù)雙電源供電。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE②雙電源的作用：（1）使信號(hào)變化幅度加大。（2）IB1、IB2由負(fù)電源-VEE提供。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE溫度TICIE

=2ICVEVBEIBIC③RE的作用

設(shè)vi1

=vi2

=0自動(dòng)穩(wěn)定RE具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔谩种茰囟绕?，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE①Q(mào)點(diǎn)的計(jì)算直流通路vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEEIBIC1IC2IBIEIC1=IC2=IC=IB

VC1=VC2=VCC－IC×RC

VE1=VE2

=－IB×RB－VBE

VCE1=VCE2

=VC1－VE1二、靜態(tài)分析三、交流動(dòng)態(tài)分析(交流性能的特點(diǎn)及分析)：1.差分電路輸入交流信號(hào)分類(1)差模(differentialmode)輸入差模信號(hào)：用vid

表示指作用在差分電路兩端的兩個(gè)數(shù)值大小相等，極性相反的信號(hào):vi1=－vi2vid

=vi1－vi2差模電壓放大倍數(shù):(2)共模(commonmode)

輸入共模信號(hào):用vic

表示指作用在差分電路兩端的兩個(gè)數(shù)值大小相等，極性相同的信號(hào):vi1=vi2vi1

=vi2=viC共模電壓放大倍數(shù):共模信號(hào):vic＝vi1＝vi2

差模信號(hào)：vid＝vi1-vi2

因而：vi1＝-vi2＝1/2·vid任意信號(hào)：即不是差模信號(hào)，也不是共模信號(hào)的信號(hào)

結(jié)論：任意輸入的信號(hào):vi1,

vi2，都可分解成差模分量和共模分量。注意：

vi1

=vC

+

vd

；vi2=vC-

vd例:vi1=20mV,vi2=10mV則：vid=5mV,vic=15mV差模分量:共模分量:同理：對(duì)任意輸出的信號(hào):vo1,

vo2，也都可以分解成差模輸出分量和共模輸出分量。注意：vo1

=-vo2=

vod/2

；vo1

=vo2=

voc差模輸出分量:共模輸出分量:其中：vo1

=voc+

vod/2vo2

=voc-

vod/22、雙端輸入雙端輸出的差分放大電路（共模輸入時(shí)）

共模輸入RE對(duì)共模信號(hào)有抑制作用（原理靜態(tài)分析，即由于RE的負(fù)反饋?zhàn)饔茫笽E基本不變）

。vCic1、

ic2iRE

、vRE

+VCCvocRCT1RBRCT2RBRE–VEEvCvoc2voc1ic1ic2iREvRE共模信號(hào)交流通路:vocRCT1RBRCT2RB2REvc1voc2voc1ic1ic2vc22RE共模輸入時(shí)，T1管的單邊小信號(hào)等效電路RCRB2REic1vc1vc2ib1ib1ie1rbe1KCMRR

AC

0問(wèn)題：負(fù)載影響共模放大倍數(shù)嗎？不影響！3、雙端輸入雙端輸出的差分放大電路（差模輸入時(shí)）(1)差模輸入信號(hào)的分解分壓器RRvovi+VCCRCT1RBRCT2RBRE–VEE（2）RE對(duì)差模信號(hào)作用vi1vi2ib1

,ic1ib2

,ic2ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0vRE

=0RE對(duì)差模信號(hào)不起作用RRvovi+VCCRCT1RBRCT2RBRE–VEEib2ib1ic2ic1iRE（3）差模信號(hào)通路T1單邊小信號(hào)等效電路vod1RBB1EC1RCib1vi1rbe1ib1RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E①放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù):vod1RBB1EC1RCib1vi1rbe1ib1若差動(dòng)電路帶負(fù)載RL(接在

C1與

C2之間),對(duì)于差動(dòng)信號(hào)而言，RL中點(diǎn)電位為0,所以放大倍數(shù)：即：總的差動(dòng)電壓放大倍數(shù)為：差模電壓放大倍數(shù):RRvodvi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2Ero=2RC

ri

ri

ro輸入電阻：輸出電阻：②輸入輸出電阻RRvovi1+VCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E思考題：電路去掉RB能正常工作嗎？RB的作用是什么？4、雙端輸入單端輸出的差分放大電路（及直流通路）直流通路雙端輸入單端輸出的差分放大電路小信號(hào)等效電路電壓放大倍數(shù)AV：輸入電阻Ri：輸出電阻Ro：RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2E+VCC3.1.3恒流源式差放電路電路結(jié)構(gòu):IC3R2T3R1R3-VEE

rce3

1M恒流源T3:放大區(qū)RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2E+VCCIC3R2T3R1R3-VEEvCEIB3iCVCE3IC3QVCE3靜態(tài)分析：主要分析T3管。VB3VE3IE3IC3電路改進(jìn)：加入溫度補(bǔ)償三極管T4（BC短接，相當(dāng)于二極管）IE4溫度IE3

溫度VBE4

VB3

IE3

結(jié)論：T4穩(wěn)定IE3。RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2E+VCCIC3R2T3R1R3-VEET4IE3

VBE4

Q變化1.恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2.恒流源不影響差模放大倍數(shù)。3.恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無(wú)窮的電阻，所以共模抑制比是無(wú)窮。恒流源的作用3.1.4差放電路的四種接法輸入端接法雙端單端輸出端接法雙端單端雙端輸入雙端輸出：Ad

=Ad1雙端輸入單端輸出：vi1+VCCvi2voC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-VEE雙端輸出：Ad

=Ad1單端輸出：對(duì)Ad而言，雙端輸入與單端輸入效果是一樣的。vi1+VCCvi2voC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-VEEib2ib1vd

=0.5vi,vc

=0雙端輸入：vi1=-vi2=0.5vivd

=0.5vi,vc

=0.5vi單端輸入：vi1=-vi

，vi2=0第二節(jié)直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)1、互補(bǔ)輸出級(jí)的基本電路工作原理：當(dāng)輸入正弦電壓uI

時(shí)uI>0，VT1導(dǎo)通，VT2截止iC1：+VCCVT1RL地uI