差分放大电路差分放大电路的工作原理差分放大电路的.DOCVIP

3.3差分放大电路 3.3.1差分放大电路的工作原理 一、差分放大电路的组成及静态分析 1、电路组成：差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的。“对称”的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对应相等。 2、电路特性： （1）差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用； （2）差动放大电路对差模信号有放大作用； （3）共模负反馈电阻Re的作用：①稳定静态工作点。②对差模信号无影响。③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 VEE＝UBEQ1+IERE UCQ1＝VCC－ICQ1RC ； UCQ2＝VCC－ICQ2RC uo＝UCQ1 -UCQ2＝0 二、差分放大电路的动态分析 1、差模输入与差模特性 ui1 ＝–ui2 uid＝ui1 –ui2＝2u i1 uid称为差模输入电压。 ic2＝–ic1 iC1＝ICQ1+ic1 iC2＝ICQ2+ic2＝ICQ1-ic1 uC1＝VCC –iC1 RC＝UCQ1+ uo1 uC2＝VCC –iC2 RC＝UCQ2+ uo2 uod＝uC1 –uC2＝2uo1 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 当图(a)所示电路中，两集电极之间接有负载电阻RL时， Rid= 2rbe ； RO≈ 2RC 电路如图1所示，已知VCC＝VEE＝12V， RE=20KΩ，RC=10KΩ，RL=20K Ω，V1、V2的β1=β2=80，UBEQ1=UBEQ2=0.7V，rbb’=200Ω。试求：（1）V1、V1的静态工作点ICQ1及UCQ1；（2）差模电压放大倍数Aud=、差模输入电阻Rid和输出电阻R。。 解：（1）=0.283mA UCQ1＝VCC－ICQ1RC＝9.17V （2） =7.59 KΩ 差模电压放大倍数=-52.7 Rid= 2rbe =15.2 KΩ RO= 2RC=20KΩ 例2、差分电路如图3所示，已知β1=β2=60，UBEQ1=UBEQ2=0.7V，=200Ω。试求：（1）静态工作点ICQ1及UCEQ1；（2）差模电压放大倍数Aud=、差模输入电阻Rid和输出电阻R。。 图3 解：（1）由于基极电流很小，RB上的压降很小而可以略去， =0.83mA UCEQ1＝VCC－ICQ1RC－UEQ＝5.9V （2）≈2.1KΩ =-120 (3) Rid= 2(RB+rbe)=8.2KΩ RO= 2RC=16.4KΩ 2、共模输入与共模抑制比 ui1 ＝ui2＝uic 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 uoc＝uC1 –uC2＝0 Auc＝uoc/uic 如完全对称的差分电路，Auc＝0 共模抑制比：KCMR＝ 用分贝表示，则为KCMR（dB）＝20lg 一般差分放大电路的KCMR约为60dB,较好的可达120dB。 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RE。 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UBE随温度变化对输出电流的影响,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,IREF称为基准电流,由于I。与IREF成比例,故称为比例型电流源。 图5比例型电流源 二极管温度补偿电路 (b)比例型电流源 (c)多路电流源 当I0与IREF 相差不多时，UBE1≈UBE2，所以 图2（c）所示为多路输出比例电流源： ； 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: (b)微电流源: 用场效应管构成电流源电路： 图7 NMOS管电流源 （a）原理电路 (b)采用V3代替R 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 例1、差分放大电路如图9所示，已知=0.7V, β=100，rbb’=200Ω。试求：（1）电路的静态工作点UCQ2；(2)差模电压放大倍数 Aud=；（3）差模输入电阻Rid和输出电阻RO 。 　 图9 解：(1)