三极管差动放大器

1、一、实验目的设计三极管差动放大器，要求如下：1、差分输入电压 Vid 100mV2、要求放大电路增益20dB;3、3dB 带宽 10Hz1MHz4、尽可能提高共模拟制比（KCMR）二、实验原理差动放大器的工作原理1、Tri、Tr2发射极电流的和为定值如图1所示，假设Tri、Tr2完全相同，当没有输入信号时，各自的发射极 电流lei、Ie2相同，且均为恒流源Tr3的发射极电流的一半。当在输入 1加电 压时，Ie1增加 le，由于Ie1+le2被恒流源Tr3控制，故Ie2减小 le，即Ie1 与Ie2具有相同的变化量，只是增减方向不同。2、对输入信号的差进行放大该电路的输出是以集电极电流（=发射极

2、电流）的变化量、以集电极电阻上 的压降取出的。 Ie是由Tr1与Tr2的Vbe的差值决定的，当两个输入信号相同时，Tr1与Tr2的Vbe相同，两者之差为零，因而没有输出。当两个输入信号不同时，Ie1与Ie2的变化量大小相等、方向相反，因而Vo1 与Vo2是振幅相同、相位相反的信号。故差动放大器电路仅对两个输入信号的差进行放大，不放大相同的输入信号，因而可以起到抑制温漂的作用。3、差动放大器的增益差动放大器的输入有单端输入、双端输入两种形式，输出也有单端输出、双 端输出两种形式。双端输出的增益为：A &Re图1差动放大器原理图单端输出的的增益为：Av 2Re即单端输出增益为双端输出的一半。可见差

3、动放大器的增益与单管共射放大的增益相同， 增加了一只管子并没有增大增益，但很好地抑制了温漂。三、实验过程1、差动放大器的设计 、确定电源电压差分输入电压Vid 100mV放大电路增益20dB,即10倍，因为实际增益 总小于理论计算值，故将理论计算的增益定位 20倍，最大输出电压为100mV 20=2V。差动放大器的电源电压要比最大输出电压加上作为恒流源工作的 Q3的发射 极电阻R6上的压降的值还要大。为了使 Q1、Q2的基极电压为0V,去掉输入侧 的耦合电容，使电路简单化，故采用土 5V的双电源。、确定Q1 Q2的工作点Tri、Tr2的集电极电流一般为0.1至数毫安。在这里设为1mA则恒流源

4、Tr3的发射极电流设定在 2mA令Re3上的压降为2V,电流流过2mA所以2mA、恒流源的设计为了使Re3上的压降为2V,设Vbe为0.6V,则R2上的压降为2.6V,所以R1 上的压降为7.4V。为了使Tr3上的基极电流可以忽略，则在 R1、R2上流过的电流有必要比基 极电流大10倍以上。如果设B =100,则Tr3的基极电流为2 mA I b 3 0.02 mA100所以流过R1、R2的电流为0.2mA。7.4V-&36k Q0.2mA2.6V-R213k Q0.2mA、确定 Rc1、Rc2、Re1、Re2由于Tr1、Tr2基极电位被 Rb1、Rb2偏置在0V,因此，Ve仁Ve2=-0.6

5、V。如将Rc1、Rc2的压降设定在Ve1(Ve2)与正电源的中点附近，就能获得最大 输出电压，即Rc1、Rc2的压降为2.2V。由于集电极电流设定在1mA所以2 2VRc1 Re12.2kQ1mA增益设定为20倍，所以Av 202Re1可令，Rc1=Rc2=2IC，Re仁Re2=5Q。、确定Rb1 Rb2Rb1、Rb2决定了输出电阻，也有将 Tr1、Tr2的基极电位偏置在0V的作用。 取Rb仁Rb2=10即可。、确定C1、C2C1、C2起到隔直的作用，可取 C仁C2=1Qi F。(7)、确定三极管的型号S9018的参数符合要求，且频率特性较好，故三只管子都用S901 &为了很好地抑制温漂，Tr

6、1、Tr2的参数应严格一致，电阻规格也应严格一致。表2差动放大器兀件清单元件名称位号型号规格数量电阻R1、R2、R3R410kQ4电阻R63.3k Q1电阻R722k Q1电阻R85.1k Q1电位器R51k Q1电解电容C1、C210卩F2三极管Q1 Q2 Q3S805032、差动放大器的仿真结果仿真软件Multisim 元件库中没有S8050这种型号的三极管，故用 2N5551代 替四、实验结果四、实验结果电路图1kHZ Vp-p=100mV 双入端输入双端出波形VCLTSuOlV VOLTiiDlV000QQLfFdFO5JTIDIHF0SITII3NMENU ；*WOLTCTVCH 3

7、1MHZ Vp-p=100mV 双入端输入双端出波形频率特性3db 点 2HZ 3.5MHZ实验数据输入100mv输出（v）10hz100Hz200Hz300Hz600Hz650Hz700Hz800HzVPP:1.021.011.03 .1.021.031.041.031.02900Hz1K1.1k1.2K1.3k2k3k4KVPP: 1.041.031.021.021.011.041.021.035K20K50K100k150k200k300k400kVPP: 1.001.021.011.031.021.041.051.01450k500k600k700k800k900k 1M1.2MVPP: 1.011.021.011.02 1.000.990.970.961.3M1.4MVPP: 0.960.94实验分析：分析实验数据，达到了 Av大于20dB, 3dB带宽为10Hz到1MHz , 并且输入小于100mv,能够起到抑制共模抑制比的作用。已经达到了实验要求。 实验总结（实验中