典型差分放大电路

1、典型差分放大电路1、典型差分放大电路的静态分析(1)电路组成厂附(2)静态工作点的计算静态时：vs1=vs2=0,电路完全对称，所以有lBRs1+UBE+2lERe=VEE又 Ie= (1+ B ) IBI B1 = I B2=I B=Vee U通常 Rs<<(1+ 份Re, Ube=0.7V (硅管)IB1=I B2=I b =因：IC1 = I C2=I C= 3b故：UCE1=U CE2=V cc-Ic Rc静态工作电流取决于 Vee和Re同时，在输入信号为零时，输出信号电压也为零(uo= Vc1-VC2=0)即该差放电路有零输入零输2、差分放大电路的动态分析(1)差模信号输

2、入时的动态分析如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，即vs1=- vs2=或 vs1- vs2= uiduid称为差模输入信号。在输入为差模方式时，若一个三极管的集电极电流增大时，则另一个三极管的集电极电流一定减小。 在电路理想对称的条件下，有：ic1=-ic2。Re上的电流为：iE=iEi + iE2= (Iei+ ie1) + (Ie2+ ie2 )电路对称时，有Iei= Ie2= Ie、ie1=- ie2,使流过Re上的电流iE=2I e不变，则发射极的电位也保持不变。差模信号的交流通路如图：差模信号下不同工作方式的讨论： 双端输入一双端输出放大倍数：当输入信号从两个三极管的基极间加入

3、、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时，称之为双端输入一双端输出，其差模电压A udUoUidVolVo22voiVslvs22vsiRcRsrbe增益与单管放大电路的电压增益相同，无负载的情况下当两集电极Cl、C2间接入负载电阻RL时，双端输入一双端输出时的 '差模电压放大倍数为：AudaRlR' R /RLUidRs rbe RL Rc/ 2?输入电阻：D Uid 2ibRs 2ib Rs rbe 2ibRs 。ibibRid2 rbe输出电阻：Rod" 2Rc双端输入一单端输出?放大倍数： A udUoUid?输入电阻：Rid=2rbeVolVs2VolRc2

4、vsi 2 Rsrbe?单端输出时的等效电阻为:Rod" Rc(2)共模输入时的动态分析如果两个输入端信号大小相等、 相位相同，即：vs1=vs2=uic则称为共模输入信号，用Uic表示。其共模交流通路如图：双端输入一双端输出 输出的共模电压uoc=vc1 vc2=0,双端输出时的共模电压增益为: 双端输入一单端输出其共模电压增益为Auc皿*2UicUicu oc vcl vc2RcA ucU ic U ic U ic 2R e计算共模放大倍数Avc时，由于两个输入信号相等,Re等效为2Re。Avc的大小，取决于差分电路的对称性,出时交流通路如图所示Aci = voc1vicR

5、9;lrbe(1)2Re十单端输R'l"-一2Re综上 AudUoUidVolVo2Vs1Vs2RcRsrbeu ocVc1 Vc2uc(2)双端输入单端输出差模电压放大倍数UicUic VolVol1(Rc/Rl)1RlA/d1 - -二VidVi1-Vi22 rbe2be共模抑制比 KCMRAvD 或 Kcmr 20lg|AD|dBK CMRAvcAvc双端输出时由于Avc等于零，KCMR可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比:KCMRR'l/2rbe ReR'L/2Rebe十为1T恒流源电路的基准电流为:I REF y I E4=VCC VEE UBE4

6、R1 R2Rc又因 IE3R3= IE4R2,所以有 I0=IE3= 、由R3R3I REF即三极管V3、V4及R1、R2、R3等值确定，则I0为一定值741型运放Avo的频率响应-差模特性开环差模电压增益AvO开环带宽BW (fH)单位增益带宽BWG (fT)差模特性2 .差模输入电阻rid和输出电阻ro? BJT输入级的运放rid一般在几百千欧到数兆欧? MOSFET为输入级的运放rid>1012Q? 超高输入电阻运放rid>1013Q、IIBW0.040PA? 一般运放的ro<200Q,而超高速AD9610的ro=0.05Q3 .最大差模输入电压 Vidmax 共模特性

7、1 .共模抑制比KCMR和共模输入电阻ric般通用型运放KCMR为(80120) dB,高精度运放可达140dB,ric n 100MQ。2 .最大共模输入电压Vicmax1%跟随误差的共模一般指运放在作电压跟随器时，使输出电压产生输入电压幅值，高质量的运放可达士13V。功率放大器性能分析(1)输出功率:I cm V Vcem 1PO ?一 I cmV cem.2、222 I cm2RL1 Vcem22 Rl如果输入足够大，使输出达到最大值 VCC-VCES，此时的功率为最22大不失真输出功率P0mPom IVCCR(2)电源提供的功率每个电源只提供半个周期的电流，电源提供的平均功率为:12V” IP 2VCC2- 0 I cm ?sin td( t) CCm(3)电路的效率电路的效率是指输出功率与电源提供的功率之比旦 21cm2Rl?GRl_?VcemR2VCCIcm 4' VCC4 Vcc在输出最大(Vom =VCC)时得到最大输出功率一=78.5% 4P0mI cmVCC / 2VCC I cmR 2管耗2V1vo1 VCCVom Vomomsin t 时 Pti- n (VCC -vo) d t (-)20RL RL4Vom=0时管耗为0Vom= VCC 时管耗为：PT1 VCC RL 4(5