差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的Word下载.docx
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对共模
信号有负反馈作用:
Re越大对共模信号的抑制作用越强;
也可能使电路的放大能力变差。
图1
(a)电路(b)直流通路
3、静态分析
V,U+IREEBEQ1EE
VU,EEBEQ1I,ERE
VU,EEBEQII,,CQCQ122RE
U,V,IR;
U,V,IRCQ1CCCQ1CCQ2CCCQ2C
u,U-U,0oCQ1CQ2
二、差分放大电路的动态分析
1、差模输入与差模特性
u,–ui1i2
u,u–u,2uidi1i2i1
u称为差模输入电压。
id
i,–ic2c1
i,I+ii,I+i,I-iC1CQ1c1C2CQ2c2CQ1c1
u,V–iR,U+uC1CCC1CCQ1o1
u,V–iR,U+uC2CCC2CCQ2o2
u,u–u,2uodC1C2o1
图2差分放大电路差模信号输入
(a)差模信号输入(b)差模信号交流通路
uodA,,Audud1uid
R,,CA,udrbe
当图(a)所示电路中,两集电极之间接有负载电阻R时,L/R,R//(R/2)LCL
/R26mV26mV,,/Lrr
(1)200
(1),,,,,,,,,A,bebbudI(mA)I(mA)rEQEQbe
R=2r;
R?
2RidbeOC
例1、电路如图1所示,已知V,V,12V,R=20KΩ,R=10KΩ,R=20KCCEEECL
Ω,V、V的β=β=80,U=U=0.7V,r’=200Ω。
试求:
(1)V、V的静态工作点I1212BEQ1BEQ2bb11CQ1
uo及U;
(2)差模电压放大倍数A=、差模输入电阻R和输出电阻R。
。
CQ1udidui
VU,EEBEQ解:
(1)=0.283mAII,,CQCQ122RE
U,V,IR,9.17VCQ1CCCQ1C
26mV26mV/rr
(1)200
(1),,,,,,,,,
(2)=7.59KΩbebbI(mA)I(mA)EQEQ
/R,R//RLCL
/R,,LA差模电压放大倍数=-52.7,udrbe
R=2r=15.2KΩidbe
R=2R=20KΩOC
/例2、差分电路如图3所示,已知β=β=60,U=U=0.7V,=200Ω。
(1)静态r12BEQ1BEQ2bb
uo工作点I及U;
CQ1CEQ1udidui
图3
解:
(1)由于基极电流很小,R上的压降很小而可以略去,B
VU,EEBEQ=0.83mAII,,CQCQ122RE
U,V,IR,U,5.9VCEQ1CCCQ1CEQ
26mV26mV/rr
(1)200
(1),,,,,,,,,
(2)?
2.1KΩbebbI(mA)I(mA)EQEQ
R,CA,=-120udR,rBbe
(3)R=2(R+r)=8.2KΩidBbe
R=2R=16.4KΩOC
2、共模输入与共模抑制比
u,u,ui1i2ic
图3差分放大电路共模信号输入
(a)共模信号输入(b)共模信号交流通路
u,u–u,0ocC1C2
A,u/uucocic
如完全对称的差分电路,A,0uc
Aud共模抑制比:
K,CMRAuc
Aud用分贝表示,则为K(dB),20lgCMRAuc
一般差分放大电路的K约为60dB,较好的可达120dB。
CMR
练习题:
书中96页,第1题。
3.3.2具有电流源差分放大电路
一、电流源电路
为了提高差分放大电路对共模信号的抑制能力,常采用电流源代替R。
E
图4三极管电流源
(a)电路(b)符号
为了提高电流源输出电流的温度稳定性,常利用二极管来补偿晶体管的U随温度变化BE对输出电流的影响,如图5(a)所示。
当二极管与晶体管发射结具有相同的温度系数时,可达到较好的补偿效果。
在集成电路中,常用晶体管接成二极管来实现温度补偿作用,如图5(b)
所示。
图2(b)所示电路中,I称为基准电流,由于I。
与I成比例,故称为比例型电流源。
REFREF
图5比例型电流源
(a)二极管温度补偿电路(b)比例型电流源(c)多路电流源
V,U1CCBEI,REFR,R1
当I与I0REF
R1相差不多时,U?
U,所以I,IBE1BE20REFR2图2(c)所示为多路输出比例电流源:
RR11;
I,II,I0203REFREFRR22镜像和微电流源:
图6镜像和微电流源
(a)镜像电流源(b)微电流源
(a)镜像电流源:
I,I0REF
(b)微电流源:
UU,12BEBEI,0R2
用场效应管构成电流源电路:
图7NMOS管电流源
(a)原理电路(b)采用V代替R3
二、具有电流源的差分放大电路
图8具有电流源的差分放大电路
(a)电路(b)简化电路
V,U4EEBEI,I,4REFCR,R12
R2III,,30CREFR3
、差分放大电路如图9所示,已知=0.7V,β=100,r’=200Ω。
(1)电路例1UbbBEQ
uo的静态工作点U;
(2)差模电压放大倍数A=;
(3)差模输入电阻R和输出电CQ2udidui
阻R。
O
图9
12,0.7I,I,解:
(1)?
0.7mAREFC315,1
1I,,I=0.7mA0REF1
1III,,=0.35mACQ1CQ202
U,U,12V,I,12=7.8VCQ1CQ2CQ1
26mV26mV/rr
(1)200
(1)
(2),,,,,,,,,bebbI(mA)I(mA)EQEQ
R,,C差模电压放大倍数=-156A,udrbe
(3)R=2r=15.4KΩidbe
R=2R=24KΩOC
电流源电路应用:
(1)为集成运放各级电路提供小而稳定的偏置电流。
2)由于电流源具有直流电阻小,交流电阻大的特点,在集成运(放中作为各放大级的负
载—有源负载,目的是提高电压增益。
练习题:
书中128页,第13题。
3.3.3差分放大电路的单端输入、输出方式一、单端输入
图10差分放大电路的单端输入、单端输出
(a)反相输出(b)同相输出二、单端输出
3.3.4差分放大电路的差模传输特性及应用一、差分放大电路的差模传输特性
二、差分放大电路的应用