模電課件33-2資料

第三章多級放大電路第三章多級放大電路§3.3差分放大電路一、零點漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因二、長尾式差分放大電路的組成三、長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3.3差動放大器（重點）

差動放大的指導(dǎo)思想：是利用參數(shù)匹配的兩個三極管組成對管對稱形式的電路結(jié)構(gòu)，進行補償，達到減少零點漂移的目的。

+vCC3.3差動放大器（重點）

+vCC主要特點：a.兩個輸入端,兩個輸出端;b.元件參數(shù)對稱;能有效地克服零點漂移?特點：抑制溫漂原理如下:vo=vC1-vC2

=0vo=(vC1+vC1

)-(vC2+vC2)=0當vi1

=

vi2

=0時，當溫度變化時：對稱性vC1=vC2vC1=vC2+vCCRCR1T2RBvoRCR1T1RBvi2vi1vC1vC23.3.2差動放大器（重點）vi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEEvo~~~~1/2vidvicvic1.基本差動放大器輸入信號分解模型3.3.2差動放大電路的特點和性能指標-1/2vidT1、T2完全對稱，常稱“對管”（理想化）2.差模信號與共模信號任模信號：共模信號：1)共模信號---大小和極性都相同的輸入信號;commonmode3)任模信號---既非共模,也非差模;但任模信號可分解為共模信號和差模信號的疊加.2)差模信號---大小相同但極性相同反的輸入信號;differentialmode任模信號：差模信號：3.差放的主要性能指標差模信號：差模輸出電壓：當輸入vid時的輸出電壓;差模電壓增益:差模輸入電阻：差模輸出電阻：3.差放的主要性能指標共模電壓增益:共模信號：共模輸出電壓：當輸入vic時的輸出電壓;共模輸入電阻：共模輸出電阻：3.差放的主要性能指標總輸出電壓(疊加原理):共模抑制比（越大，物理含義：放大差模信號和抑制共模信號的能力越強）(衡量差放的重要指標)差模電壓增益:共模電壓增益:1.結(jié)構(gòu)為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器:

3.3.3差放的分析方法和工作特點特點：對稱形式的電路結(jié)構(gòu),采用正負雙電源供電。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE3.分析步驟1)靜態(tài)(直流)分析;2)動態(tài)(交流)分析;差模分析畫半電路差模交流通路計算Avd、Rid、Rod共模分析畫半電路共模交流通路計算Avc、KCMR、Ric

根據(jù)需要計算輸出電壓

雙端輸出：

計算vo單端輸出：

計算vo1、

vo2Q點的計算IBICICIB2IE1.靜態(tài)分析vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEEvoWP/2+VCCRCRBRCRB2RE–VEE2REWP/2Q點：IC≈IE(重點)IB=IC/βvCE=VCC-[IC(RC+2RE)-VEE]VEE-VBE=IE(WP/2+2RE)+IBRB

=IE(WP/2+2RE)+得：差放半電路分析法（重點）IBICICIBIE差模性能分析T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RLREE對差模視為短路。RL中點視為交流地電位，即每管負載為RL/2。直流電源短路接地。RC+-vod1+-vid1RL2T1半電路差模交流通路1）半電路差模交流通路注意：關(guān)鍵在于對公共器件的處理。

差模信號交流通路T1單邊交流等效電路uod1RbB1EC1R'Lib1ui1rbe1ib12）差模性能指標分析差模輸入電阻=2Rid1=2rbe或2(rbe+Rb)差模輸出電阻差模電壓增益注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有得到提高。半電路差模交流通路RC+-vod1+-vid1RL2T1iid或rbe+Rb共模性能分析T1+-+-VCCReevi1voVEE+-vi2RCRCT2RL每管發(fā)射極接2Ree。RL對共模視為開路。直流電源短路接地。1）半電路共模交流通路因為流過RL的共模電流ioc為0。半電路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12Ree（2）對共模信號的抑制作用分析T1單邊交流等效電路RCRb2Reeic1uc1uc2ib1ib1ie1rbe1共模性能分析2）共模性能指標分析共模輸入電阻共模輸出電阻共模電壓增益半電路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12REE無意義?因為流過RL的共模電流ioc為0。電路特點雙端輸出電路利用對稱性抑制共模信號。

1.差動放大電路一般有兩個輸入端：雙端輸入——從兩輸入端同時加信號。單端輸入——僅從一個輸入端對地加信號。

2.差分放大電路可以有兩個輸出端，一個是集電極C1，另一個是集電極C2。雙端輸出——從C1和C2輸出。單端輸出——從C1或C2

對地輸出。二.差動放大器的輸入輸出方式7/23/2023.差動放大器的輸入輸出方式

差動放大器共有四種輸入輸出方式:

1.雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出）(已講)2.雙端輸入、單端輸出（雙入單出）3.單端輸入、雙端輸出（單入雙出）4.單端輸入、單端輸出（單入單出）主要討論的問題有：

差模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻、輸出電阻分析方法----半電路分析法;(重點)三、差分放大電路的四種接法由于輸入回路沒有變化，所以IEQ、IBQ、ICQ與雙端輸出時一樣。但是UCEQ1≠UCEQ2。1.雙端輸入單端輸出：Q點分析1.雙端輸入單端輸出：差模信號作用下的分析1.雙端輸入單端輸出：共模信號作用下的分析1.雙端輸入單端輸出：問題討論（1）什么情況下Ad為“＋”？（2）雙端輸出時的Ad是單端輸出時的2倍嗎？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的同時總是伴隨著共模信號輸入：3.四種接法的比較：電路參數(shù)理想對稱條件下P165輸入方式：Ri均為2(Rb+rbe)；雙端輸入時無共模信號輸入，單端輸入時有共模信號輸入。輸出方式：Q點、Ad、Ac、KCMR、Ro均與之有關(guān)。例3.3.1電路如側(cè)。已知（1）Re的取值應(yīng)為多少？T1和T2管的UCEQ為多少？（2）試求Au、Ri和Ro;（3）若將電路改成單端輸出（如圖3.3.7），用直流表測得輸出電壓uo=3V，試問輸入電壓約為多少？設(shè)共模電壓可忽略。解：（1）例3.3.1電路如側(cè)。已知（1）Re的取值應(yīng)為多少？T1和T2管的UCEQ為多少？（2）試求Au、Ri和Ro;（3）若將電路改成單端輸出（如圖3.3.7），用直流表測得輸出電壓uo=3V，試問輸入電壓約為多少？設(shè)共模電壓可忽略。解：（2）據(jù)(3.3.7)、(3.3.8)、(3.3.9)可得交流等效例3.3.1電路如側(cè)。已知（3）若將電路改成單端輸出（如圖3.3.7），用直流表測得輸出電壓uo=3V，試問輸入電壓約為多少？設(shè)共模電壓可忽略。據(jù)(3.3.12)、(3.3.13)、(3.3.14)可得解：（3）因直流表測得的輸出電壓包涵靜態(tài)和動態(tài)兩部分！再據(jù)(3.3.16)可得忽略共模影響有：四、差分放大電路的改進

由前分析可知：Re越大，每一邊的漂移越小，共模負反饋越強，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，設(shè)置合適的IEQ，并得到（等效）趨于無窮大的Re。解決方法：采用恒流源取代Re！RRuoui1RCT1RBRCT2RBIb2Ib1ic2ic1ui2E+UCC四、恒流源差放電路(重點）電路結(jié)構(gòu)(1):IE2R2T3R1R3-UEEIE1IC3(1).三極管構(gòu)成的恒流源代替Re恒流源的差動放大電路(1)ro很大恒流源的差動放大電路(1)IE1IE2恒流源差分放大電路(2).(2):三極管恒流源簡化畫法電流源代替差分電路中的REE+VCCRLR3R1R2ICICvi1V1+VCCV2RCR1vovi2RCVEER2R3IC3V3vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEIC3恒流源差動放大電路圖(分析方法同上)

帶有穩(wěn)壓管的恒流源電路：恒流源的直流電流數(shù)值為:IE3=(VZ

-VBE3)/Re

恒流源差分放大器(3）V3、V4構(gòu)成比例恒流源電路代替Ree恒流源差分放大器(4)簡化畫法能調(diào)零的差分電路vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEER2R3IC3V3V4IREFIC4vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0RPR11.恒流源相當于阻值很大的電阻。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，理想的恒流源相當于阻值為無窮的電阻，所以共模抑制比是無窮。恒流源的作用（重點）vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0例3=100(1)求靜態(tài)工作點(Si管)(2)求電路的差模Avd、Rid、Rod[解](1)求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5IC3VCEQ1=VCEQ2=6–0.427.5=2.85(V)(電流源相當于開路,內(nèi)阻很大)vi1V1+VCCV2RCvodvi2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k例3=100(1)求靜態(tài)工作點(2)求電路的差模Avd、Rid、Rod[解](1)求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5I0(2)求Avd、Rid、RodRod=2RC=15(k)vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k總結(jié):恒流源的差動放大電路指標比較輸出方式雙出單出雙出單出輸出方式雙出單出雙出單出總結(jié):恒流源的差動放大電路指標比較§3.3.3互補輸出級二、基本電路三、消除交越失真的互補輸出級四、準互補輸出級一、對輸出級的要求

互補輸出級是直接耦合的功率放大電路。對輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗?。回撦d電阻上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。一、對輸出級的要求射極輸出形式靜態(tài)工作電流小輸入為零時輸出為零雙電源供電時Uom的峰值接近電源電壓。單電源供電Uom的峰值接近二分之一電源電壓。不符合要求！二、基本電路1.特征：T1、T2特性理想對稱。2.靜態(tài)分析T1的輸入特性理想化特性

1.電路工作原理

當輸入信號處于正半周時，且幅度遠大于三極管的開啟電壓，此時NPN型三極管工作。有電流通過負載RL，按圖中方向由上到下，與假設(shè)正方向相同。

當輸入信號為負半周時，且幅度遠大于三極管的開啟電壓，此時PNP型三極管工作。有電流通過負載RL，按圖中方向由下到上，與假設(shè)正方向相反。于是兩個三極管一個正半周，一個負半周輪流導(dǎo)電，在負載上將正半周和負半周合成在一起，得到一個完整的不失真波形。ie1ie2電路存在的問題實際測試波形ui-USCT1T2uo+USCRLiL輸入輸入波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓當輸入信號vi在0~VBE之間變化時，不足以克服死區(qū)電壓，三極管不工作。因此在正、負半周交替過零處會出現(xiàn)一些非線性失真，這個失真稱為交越失真。交越失真消除失真的方法：設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。信號在零附近兩只管子均截止開啟電壓①靜