问题FET管放大电路的特点 ppt课件

1、问题：问题：FET管放大电路的特点？管放大电路的特点？2.4.1 差放的偏置、输入和输出信号及衔接方式差放的偏置、输入和输出信号及衔接方式2.4 差动放大电路的特性与分析差动放大电路的特性与分析1. 组成组成对称构造对称构造两种输入方式两种输入方式 两种输出方式两种输出方式四种组合方式四种组合方式2. 直流任务点直流任务点VCEECCECCEVEEECC2C1CEE2C1C7 . 0RI21VVVV7 . 0VRcI21VVV2III 2.4.1.1 差放的偏置方式与静态任务点计算差放的偏置方式与静态任务点计算T1T2RCRCVCCvovo1vo2+_vI1vI2IEE-VEEReeeeBEE

2、EbeeBEEECRVVRRVVI2112Ree稳定静态任务电流稳定静态任务电流用电流源偏置的差放：用电流源偏置的差放：EEEEECCCIIIIIII221213差放的一致简化表示：差放的一致简化表示：2.4.1.2 差模信号与共模信号差模信号与共模信号VvI1vI2 2I1I2I1I2I2I1I2I1I1Ivv21vv21vvv21vv21v 共模信号共模信号差模信号差模信号IDICIDICv21vv21v IDv21IDv21 ICvICv 2I1IIC2I1IIDvv21vvvv 共模信号共模信号差模信号差模信号运用叠加定理运用叠加定理T1T2RCRCCCvovo1vo2+_RcmIEE

3、-VEEv 共模信号的来源共模信号的来源 v vI1 -vI2v 干扰干扰 对对 T1、T2一样一样v 任务点的漂移任务点的漂移 等效为共模信号等效为共模信号v小信号形状线性小信号形状线性v 差模放大差模放大 2I1IVDIDVDODvvAvAv 共模作用共模作用 2/vvAvAv2I1IVCICVCOC ICVCIDVDOCODOvAvAvvv 2.4.1.3 差放的输入和输出衔接方式差放的输入和输出衔接方式信号从两个输入端输入称为双端输入，信号从两个输入端输入称为双端输入，RL接在两个输出端接在两个输出端之间称为双端输出，信号只从一个输入端输入称为单端输入之间称为双端输出，信号只从一个输入

4、端输入称为单端输入RL接在一个输出端和地之间称为单端输出。接在一个输出端和地之间称为单端输出。单端和双端输入的差模和共模特性及其分析是一样的单端和双端输入的差模和共模特性及其分析是一样的单端和双端输出的差模和共模特性及其分析有明显的区别单端和双端输出的差模和共模特性及其分析有明显的区别双端输出双端输出单端输出单端输出T1T2RCvo+_vi1vi2RLVCCRcmIEE-VEE2.4.3 根本共射差放理想对称时的微变等效分析根本共射差放理想对称时的微变等效分析vi1vi2CCT1T2RCRCVvovod1vod2+_RLRcmIEE-VEE2.4.3.1 低频差模特性低频差模特性差模电压增益：

5、差模电压增益：2/22121idodiioovdvvvvvvA共射对称差放双端输出时的共射对称差放双端输出时的Avd等于半边差模等效电路等于半边差模等效电路即单管共射电路的电压增益即单管共射电路的电压增益bebLbebLmidodvdrRRrRRrgvvA2/2在在Rb0，忽略，忽略Rbb的情况下：的情况下：LmvdRgA带有负反响电阻带有负反响电阻Re的差放电压放大倍数为：的差放电压放大倍数为：LemmeLmvdRRggRrRrgA1)1 (令：令：emmmRggg1得：得：LmvdRgA单端输出时：单端输出时：vdddAA21差模输入电阻：差模输入电阻：)(2bebidrRR差模输出电阻：

6、差模输出电阻：cccodRRRR2单端输出时：单端输出时：codRR2.4.3.2 低频共模特性低频共模特性定义：定义：vocvo1vo2 1/2(vo1+vo2)共模电压增益共模电压增益Ac-c：cmbebcmccRrRRrgA)1 (2cmcccRRA2可见，可见，Rcm只对共模有很强的负反响，对差模无负反响只对共模有很强的负反响，对差模无负反响故称故称Rcm为共模负反响电阻，为共模负反响电阻，Rcm越大共模干扰抑制能越大共模干扰抑制能力越强，因此要尽量增大力越强，因此要尽量增大Rcm共模输入电阻：共模输入电阻：2/2cecmbicicrRivR共模输出电阻：共模输出电阻：cocRR共模抑

7、制比共模抑制比KCMR：在在2.4.7 节分析节分析差放的分析方法差放的分析方法 输入信号分解为差模信号与共模信号输入信号分解为差模信号与共模信号 利用差模信号、共模信号及电路对称的特点获利用差模信号、共模信号及电路对称的特点获得差模与共模半边等效电路得差模与共模半边等效电路 运用叠加定理和半边等效电路分别进展差模与运用叠加定理和半边等效电路分别进展差模与共模分析共模分析抑制共模和稳定任务点的关系抑制共模和稳定任务点的关系 任务点漂移可看成是共模信号的作用任务点漂移可看成是共模信号的作用 抑制共模和稳定任务点是一致的抑制共模和稳定任务点是一致的 提高共模抑制才干：提高共模抑制才干：-匹配精度匹

8、配精度, , Rcm Rcm 双端输出双端输出 靠靠RcmRcm的负反响和电路对称的负反响和电路对称( (对消对消) )；单端输出单端输出 只靠只靠RcmRcm的负反响。的负反响。2.4.2 根本共射差放理想对称时的大信号特性与非线性失真根本共射差放理想对称时的大信号特性与非线性失真2.4.2.1 大信号差模特性大信号差模特性expBEESTviIVTIdEECVvIiexp12TIdEECVvIiexp1121212exp1expBEBEBEEEEESTTvvvIiiIVV121212IdIIBEEBEEBEBEvvvvvvvvv自学自学AcceVRr所以设,大信号特性曲线大信号特性曲线EE

9、2E1EID2BE1BEV/vES2EV/vES1EIiivvveIieIiT2BET1BE 大信号伏安大信号伏安特性表达式特性表达式 TIDEEV2/vthI TIDTIDT2BET1BEV/vV/vEE2C1COV/vES2E2CV/vES1E1Ce1e1IiiieIiieIii 差动输出电流差动输出电流双曲正切函数双曲正切函数i10.5QiC1 / IEEiC2 / IEEiC1 / IEEiC2 / IEEvID /VT-4 -1 0 1 4差放的直流传输特性差放的直流传输特性自学自学(1) 静态静态( VID =0): Q i10.5QiC1 / IEEiC2 / IEEiC1 /

10、IEEiC2 / IEEvID /VT-4 -1 0 1 4差放的直流传输特性差放的直流传输特性(2) 加上加上 VID2c1c2C1Ciiii (3) 加上加上 VIC0vvvID2I1I (4) 任务区域任务区域线性区线性区过度区过度区限幅区限幅区电流和不变，将电流的差电流和不变，将电流的差放大放大差模信号放大放大差模信号无共模电流和电压输出无共模电流和电压输出抑制共模信号抑制共模信号根本特点：放大差模根本特点：放大差模 抑制共模抑制共模差放的大信号特性曲线差放的大信号特性曲线自学自学v 当当vI1=vI2=0时静态时静态EEEECCCCIIIIii2122121v 曲线曲线iC1fvId

11、和和iC2fvId以纵轴对称，不论以纵轴对称，不论vId的大小和极性的大小和极性v 如何，如何，iC1iC2恒等于恒等于IEEv 线性差模输入动态范围为线性差模输入动态范围为VTVT52mVv 曲线斜率为曲线斜率为gmdiC/dvId 是传输跨导，在是传输跨导，在vId0时最大。时最大。max1mBegr单端输出时单端输出时01max142IdCEEmSIdTevdiIgdvVr双端输出时双端输出时v当当vId为大信号时，为大信号时，vId超越超越4VT以后，差放具有良好限幅特性。以后，差放具有良好限幅特性。自学自学2.4.2.2 非线性失真和微变电压增益非线性失真和微变电压增益Avd差放可以

12、有效降低非线性失真，最低次谐波是三次的，在差放可以有效降低非线性失真，最低次谐波是三次的，在VidmVT2mV时，时，D3为为2左右，在一样非线性失真左右，在一样非线性失真条件下，差放的线性输入动态范围几乎时单管共射放大电路条件下，差放的线性输入动态范围几乎时单管共射放大电路的的10倍倍3)(4813TidmVVD 自学自学射极接入负反响电阻后射极接入负反响电阻后线性范围得到扩展，扩展线性范围得到扩展，扩展的量几乎等于的量几乎等于IEERe但跨导降低到：但跨导降低到：)(211maxmaxeemSeemBrRgrRg线性输入范围的扩展：添加发射极电阻线性输入范围的扩展：添加发射极电阻RERE自

13、学自学射极电阻射极电阻Re为不同值时的传输特性曲线为不同值时的传输特性曲线自学自学2.4.4 JFET 共源差放的大信号特性及差模电压增益共源差放的大信号特性及差模电压增益2)(2)(21)()(2offGSIdSSDSSSSDSSIdoffGSSSDDVvIIIIvVIiiDSSDDSSDoffGSIdIiIiVv12)(SSDDIii21为防止栅流，设为防止栅流，设ISS12. 动态动态电流源的作用：电流源的作用： 使单端输出电流是单管电流的使单端输出电流是单管电流的2倍！倍！ 单端单端 双端的转换作用。双端的转换作用。T3T4IEE /2+ iT1T2IO+ioIEE-VEEvo+_vi

14、1vi2RLVCCIEE /2+ iIEE /2- i有源负载差放有源负载差放2i1ivv iii2c1c i2iiiiiii2c1c2c4cO 2.4.5.2 微变等效分析微变等效分析Avd、Rid和和Rod留意：留意： 有源负载差放是不对称差放，不能用半边等效电路分有源负载差放是不对称差放，不能用半边等效电路分析！析！ 由于有源负载的动态电阻很大，所以由于有源负载的动态电阻很大，所以T1和和T2的的rce要思要思索。索。2.4.5.2 微变等效分析微变等效分析Avd、Rid和和Rod忽略忽略/bbrC1点电流方程：点电流方程：11312mcidmgvvg 0)2(44422vgRvrvrv

15、vgmLodoodoodidm0)21()111()2(314422idmmmLooodidmvgggRrrvvg)/(42ooLmidodvdrrRgvvA电压放大倍数：电压放大倍数：)/(24LcecemvdRrrgA131102midmcgvg vO点电流方程：点电流方程：0/2431111rrvrvvgecocidm34343/eeerrrrr0213111cmocidmvgrvvgrrRbeid22)/(24ooodrrR差模输入电阻：差模输入电阻：差模输出电阻差模输出电阻RO：差放空载时的等效电阻差放空载时的等效电阻24(/)(/)odvdmLoomLodidvAgRrrgRRv最大差模输入电压最大差模输入电压Vidm:Vidm是两输入端间所能接受的最大电压差值，超越该差值是两输入端间所能接受的最大电压差值，超越该差值差放某一侧晶体管将出现差放某一侧晶体管将出现PN结反向击穿。结反向击穿。最大共模输入电压最大共模输入电压Vicm:Vicm是标称电源电压下，两输入端一样电位时的最大输入是标称电源电压下，两输入端一样电位时的最大输入电压，一旦超越电压，一旦超越Vicm，差放的共模抑制才干将下降。，差放的共模抑制才干将下降。最大差模输入电压最大差模输入电压VidmVid0.7VT1 导通；导通；T2 截止。截止。Je2 反压反压Vid反压反压EBO)BR(Vidm