模拟电路-第三章

3.2.1

基本差分放大电路(Differential

Amplifier)特点：两个输入端，两个输出端；电路结构对称元件参数对称；双电源供电；ui1=ui2

时，uo

=0能有效地克服零点漂移一、电路组成及静态分析V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo第

3

章 多级放大电路V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo直流通路V1+VCCVEERC

RCREEuoVEEICQ1ICQ2IEEUCQ1IEQ1

IEQ2

V2UCQ2EEBEQV

=U

+I

REE

EEIEE

=

(VEE

–

UBEQ)

/

REEICQ1

=

ICQ2

(VEE

–UBEQ)/

2REEUCQ1

=

VCC

–

ICQ1RCUCQ2

=

VCC–

I

RCQ2

CUo

=

UCQ1–

UCQ2

=

0第

3

章 多级放大电路第

3

章 多级放大电路1.差模输入与差模特性ui1

=

–

ui2差模输入电压u

=

u –

u

=2uid

i1

i2

i1=–

ui2差模信号交流通路o2c1

c2

EoE1差模为输什入么时交：流通i

路=里–没i

有Ru

?=

–

u差模输出电压uod

=

uC1

–

uC2=uo1–

(–

uo2)

=

2uo1idu

uodAudberud1

A

RC差模电压放大倍数带RL

时berudRA

L2RL

RC

//1

RLRid

=

2rbeRod

=2RC差模输入电阻差模输出电阻二、动态分析ui1V1+VCC

差模输入

大小相同极性相反V2VEERCREERC

uodui2uC1uC2i1

2uo12uui2ui1ic1ic2V1V2RC

RLRCuoduo1uo2第

3

章 多级放大电路例

3.2.1

已知：

=

80，rbb

=

200

，UBEQ

=

0.6

V，试求：ud静态工作点；差模电压放大倍数

A

，差模输入电阻Rid，输出电阻Rod。CQ1[解](1)

I

=

ICQ2

(VEE

–

UBEQ)

/

2REE=

(12

–

0.6)

/

2

20

=

0.285

(mA)UCQ1=

UCQ2

=

VCC

–

ICQ1RC

=12

–0.285

10

=

9.15

(V)EQbeI

0.285(2)

r

200

(1

)

26

200

81

26

7

489

()beudAr

7.59

RL

80RL

RC

//

1

RL

=

10

//

10

=

5

(k)2Rid

=

2rbe

=

2

7.59

=

15.2

(k)

Rod

=

2RC

=

20

(k)

52.75ui1V1+12VV212VRC

uodui210

kRC10k20

k20

kREE2.

共模输入与共模抑制比共模输入ui1

=

ui2共模输出电压uic

=

(ui1+

ui2)/2=

ui1=

ui2使得：ie1

=ie2I +

iEQ1

e1+

iEQ2

e2ue

=

2ie1REEuoc

=

uC1

–

uC2

=

02REE

2REE共模输入电压uicA

uoc

0uc共模抑制比ucCMRA

AudKAucA用对数表示：KCMR(dB)

20lg

ud大小相同极性相同共模信号交流通路ui1V1+VCCV2VEERCREEIRC

uocui2uC1uC2V1V2RCRCuocui2uC1uC2第

3

章 多级放大电路ud

uc(2)

若

A

=

–

50、

A

=

–0.05求输出电压u

，及Ko

CMR1.01

V0.99

V[解](1)可将任意输入信号分解为差模ui1

=

1.01

=1.00+

0.01(V)ui2

=

0.99

=1.00–

0.01(V)(1)求差模输入电压uid

、共模输入电压uic例3.2.2ui1V1+VCCV2VEER

RCREEC

uoui2uC1uC2uid

=

u

i1

–

u

i2uic

=

(ui1+

ui2

)

/

2(2)

uod

=Auduid=

1.01

–

0.99

=

0.02

(V)=

1

(V)idi1uic

u

1

uidici2u2

12u

u=

–

50

0.02

= –

1(V)uoc

=

Aucuic

=

–

0.05

1

=

–

0.05

(V)uo

=

Auduid

+

Aucuic

=

–1.05

(V)CMRAucK

(dB)

20lg

Aud0.05

20

lg

50=

60

(dB)差模信号共模信号第

3

章 多级放大电路三、差分放大电路的四种接法1.

双端输入单端输出：Q点分析CQCCCQ1UCQ2U

VCC

ICQ

RcRLRc

RLV

I

(Rc

∥

RL

)由于输入回路没有变化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是UCEQ1≠UCEQ2。第

3

章 多级放大电路1.双端输入单端输出：差模信号作用下的分析beud2

rA

1

(Rc

∥

RL

)Ri

2rbe，Ro

Rc第

3

章 多级放大电路1.双端输入单端输出：共模信号作用下的分析beud2

rA

1

(Rc

∥

RL

)ucrbe

2(1

)ReA

(Rc

∥

RL

)beCMRrK

rbe

2(1

)Re

第

3

章 多级放大电路第

3

章 多级放大电路2单端输入双端输出(其实就是双端输入双端输出的特例)uId

uI，uIc

uI

/

2ui1

1

ui

1

ui2

2i2

2i2

iu

1

u

1

uuid

ui1

ui2

uiuic

1

(ui1

ui2)

1

ui2

2分析计算与双端输入双端输出完全相同3.单端输入单端输出(其实就是双端输入单端输出的特例)分析计算与双端输入单端输出完全相同第

3

章 多级放大电路4.

四种接法的比较：电路参数理想对称条件下四种方式：差模输入电阻Ri均为2rbe；输出方式：Q点、Aud、Auc、KCMR、Ro均与之有关。beLcud)2KCMRAucrRRo

2Rc

0双端输出：

A

(R

∥beCMRucbeud2rKRo

RcA

rbe

2(1

)Re

rbe

2(1

)Re

(Rc

∥

RL

)

(Rc

∥

RL

)2r单端输出：A第

3

章 多级放大电路3.2.2电流源电路为什么要采用电流源？Re越大，抑制共模信号的能力越强，单端输出时的Auc越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但是如果Re太大又会使静态电流过小，导致三极管的静态工作点到达截止区。解决这个

的方法：采用电流源！rbe

2(1

)Re

(Rc

∥

RL

)ucA

第

3

章 多级放大电路第

3

章 多级放大电路一、电流源1、单管电流源电路IoT+VCCRb2ReRb1oeRI

RVCC

b2

VBERb1

Rb2优点：电流源结构简单缺点：输出电流不够稳定2.镜像电流源T0

和T1

特性完全相同。UBE1

UBE0，IB1

IB0IC1

IC0

2IC1C1IR

IC0

IB0

IB1

I若

2，则IC

IR在电流源电路中充分利用集成运放中晶体管性能的一致性。电路中有负反馈吗？基准电流IR

(VCC

UBE

)

RRC1

2I

I3.微电流源要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。IE1

(UBE0

UBE1)

ReTBE0

BE1TSE0UU

BEIE1(

U

U

)

I

eI

I

e

UE

S，

IE1

eE1E0TBE1BE

0II

I

RU

U

U

lnRCCE0UVBE0

C0

IIIR

IEIC11设计过程很简单，首先确定IE0和IE1，然后选定R和Re。方程Re4.多路电流源（1）基于比例电流源的多路电流源UBE0+IE0Re0=UBE1+IE1Re1=UBE2+IE2Re2=UBE3+IE3Re4因为UBE相差不多，故IE0Re0≈IE1Re1

≈IE2Re2

≈IE3Re3根据所需静态电流，来选取发射极电阻的数值。（2）MOS管多路电流源根据所需静态电流，来确定沟道尺寸。MOS管的漏极电流正比于沟道的宽长比。设宽长比W/L=S，且T1～T4的宽长比分别为S0、S1、S2、S3，则S0

S0

S0ID0

ID0

ID0I

S

I

S

I

S

D1

1

，D2

2

，D3

3基准电流等效电阻为无穷大二、改进的差分放大电路1.

具有恒流源的差分放大电路输出端没有共模信号，共模抑制比KCMR

差模电压放大倍数、差模输入电阻、差模输出电阻的计算与基本差分放大电路一样RW取值应大些？还是小些？RW对动态参数的影响？若RW滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。2b

bedRcR

r

(1

)

RW

A

Ri

2(Rb

rbe)

(1

)RW2.加调零电位器RW第

3

章 多级放大电路Ad