知识点：差分放大电路的基础知识教学文稿课件

电工电子技术主讲：孙凤芹电工电子技术主讲：孙凤芹项目七：基本放大电路差分放大电路的基础知识项目七：基本放大电路差分放大电路的基础知识明确任务：差分放大电路知识准备：差分放大电路的基础知识知识深化：差分放大电路的应用归纳总结操作训练：差分放大电路的仿真调试与测试明确任务：差分放大电路知识准备：差分放大电路的基础知识知识深一、明确任务（一）差分放大电路的基础知识【引例】集成运放内部结构原理图

在集成运算放大电路的输入级采用了一级抑制零点漂移的电路————差分放大电路，又称差动放大电路。

采用差分放大电路的目的是为了消除零点漂移。本知识点就是学习有关差分电路的基础知识。

音响双管前置放大电路一、明确任务（一）差分放大电路的基础知识【引例】集成运放内部二、知识准备（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题

怎样解决直流电位相互牵制的问题？

增加R2

、RE2:用于设置合适的Q点。利用RE2提高T2的Ue，使T1，T2退出饱和状态。

零点漂移是采用差分放大电路抑制。

前后级静态工作点Q的相互影响和零点漂移二、知识准备（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

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，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，1=2，UBE1=UBE2，rbe1=rbe2，

ICBO1=ICBO2。

1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点差分二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

双端：输入信号从两个三极管的基极与地之间加入，ui=ui1–ui2输入端接法单端：输入信号从某个三极管的基极与地之间加入，如ui1，ui2输出端接法双端：输出信号从两个三极管的集电极之间取出，uo=uo1–uo2

单端：输出信号从某个三极管的集电极与地之间取出，如uo1，uo2

1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

双端输入，双端输出输入输出的四种接法双端输入，单端输出

单端输入，双端输出

单端输入，单端输出

1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点（1）差分放大电路对共模信号有抑制作用；（2）差分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，甚至可使单端输出的共模信号放大倍数几乎衰减为零

2.电路特性二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点（1）差分放大电路二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

当电源波动或温度变化时，两管集电极电位将同时发生变化。当温度升高时，两管的集电极电流同步增加，相应地，集电极电位同步下降。由于电路对称，两管变化量相等，因此输出电压为0，可见，两管各自的零漂电压在输出端可以互相抵消，因而使零漂被抑制掉。

3.抑制零点漂移的原理二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点当电二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号

当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号ui1、ui2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以uid表示，且有:uid=ui1-ui2=2ui1

差模电压放大倍数：

1.差模输入二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号当外信二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号

当外信号加到两输入端子与地之间，使ui1、ui2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以uic表示，且:uic=ui1=ui2

共模电压放大倍数2.共模输入二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号当外信二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号

当输入信号使ui1、ui2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号uid和共模信号uic两部分组成，信号分解方法如下：

3.任意输入二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号当输二、知识准备（四）差分放大电路的作用

当差模信号uid输入(共模信号uic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即ui1=－ui2=uid/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压uod1、uod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压uo=uod1－uod2=2uod1=uod,可见，差放能有效地放大差模输入信号。1.对差模输入信号的放大作用二、知识准备（四）差分放大电路的作用当差模二、知识准备

当共模信号uic输入(差模信号uid=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即ui1=ui2=uic,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压uoc1、uoc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压uo=uoc1－uoc2=0,可见，差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。

此外，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。2.对共模输入信号的抑制作用（四）差分放大电路的作用二、知识准备2.对共模输入信号的抑制作用（四）差分放大电路的二、知识准备（四）差分放大电路的作用

对于差模信号，我们要求放大倍数尽量地大；对于共模信号，我们希望放大倍数尽量地小。实际电路中，差动式放大电路不可能做到绝对对称，这时Uo≠0，Ac≠0，即共模输出电压不等于零。共模电压放大倍数不等于零，为了全面衡量一个差分放大器放大差模信号、抑制共模信号的能力，引入共模抑制比。

KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。3.共模抑制比二、知识准备（四）差分放大电路的作用对于差模信三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数在仿真软件中画图，搭建差分电路。调零，调整Rp使电路在输入为0时输出也为0。测试静态工作点。加输入差模信号，+/-10mV，测输出电压，计算差模电压放大倍数。加共模信号10mV，测输出电压，计算共模电压放大倍数。求电路共模抑制比KCMR三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数在仿真软件中画图，搭建差分电路。三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数在仿真软件中画图，搭建差分电路。调零，调整Rp使电路在输入为0时输出也为0。测试静态工作点。三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试加输入差模信号，+/-10mV，测输出电压，计算差模电压放大倍数。三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试加共模信号10mV，测输出电压，计算共模电压放大倍数。三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试加共模信号10mV三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试求电路共模抑制比KCMR根据前面测试计算差模电压放大倍数和共模电压放大倍数，求出二者比值就得到共模抑制比KCMR了。三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试求电路共模抑制比K四、知识深化集成运算放大电路输入级采用了差分电路

集成运算放大电路是一个直接耦合的多级放大电路，放大倍数很高，由于直接耦合，电路存在零点漂移的问题，为了解决这个问题，故在其输入级采用了差分放大电路。

四、知识深化集成运算放大电路输入级采用了差分电路五、归纳总结差分放大电路的基础知识

差分放大电路的结构特点，抑制零漂的原理，差分放大电路的输入输出方式，输入信号类型，任意输入信号的分解，共模抑制比的概念。五、归纳总结差分放大电路的基础知识谢谢！谢谢！电工电子技术主讲：孙凤芹电工电子技术主讲：孙凤芹项目七：基本放大电路差分放大电路的基础知识项目七：基本放大电路差分放大电路的基础知识明确任务：差分放大电路知识准备：差分放大电路的基础知识知识深化：差分放大电路的应用归纳总结操作训练：差分放大电路的仿真调试与测试明确任务：差分放大电路知识准备：差分放大电路的基础知识知识深一、明确任务（一）差分放大电路的基础知识【引例】集成运放内部结构原理图

在集成运算放大电路的输入级采用了一级抑制零点漂移的电路————差分放大电路，又称差动放大电路。

采用差分放大电路的目的是为了消除零点漂移。本知识点就是学习有关差分电路的基础知识。

音响双管前置放大电路一、明确任务（一）差分放大电路的基础知识【引例】集成运放内部二、知识准备（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题

怎样解决直流电位相互牵制的问题？

增加R2

、RE2:用于设置合适的Q点。利用RE2提高T2的Ue，使T1，T2退出饱和状态。

零点漂移是采用差分放大电路抑制。

前后级静态工作点Q的相互影响和零点漂移二、知识准备（一）直接耦合放大电路中需要解决的问题二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

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，即Rc1=Rc2，Rb1=Rb2，1=2，UBE1=UBE2，rbe1=rbe2，

ICBO1=ICBO2。

1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点差分二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

双端：输入信号从两个三极管的基极与地之间加入，ui=ui1–ui2输入端接法单端：输入信号从某个三极管的基极与地之间加入，如ui1，ui2输出端接法双端：输出信号从两个三极管的集电极之间取出，uo=uo1–uo2

单端：输出信号从某个三极管的集电极与地之间取出，如uo1，uo2

1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

双端输入，双端输出输入输出的四种接法双端输入，单端输出

单端输入，双端输出

单端输入，单端输出

1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点1.电路组成二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点（1）差分放大电路对共模信号有抑制作用；（2）差分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，甚至可使单端输出的共模信号放大倍数几乎衰减为零

2.电路特性二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点（1）差分放大电路二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点

当电源波动或温度变化时，两管集电极电位将同时发生变化。当温度升高时，两管的集电极电流同步增加，相应地，集电极电位同步下降。由于电路对称，两管变化量相等，因此输出电压为0，可见，两管各自的零漂电压在输出端可以互相抵消，因而使零漂被抑制掉。

3.抑制零点漂移的原理二、知识准备（二）差分放大电路的组成及特点当电二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号

当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号ui1、ui2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以uid表示，且有:uid=ui1-ui2=2ui1

差模电压放大倍数：

1.差模输入二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号当外信二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号

当外信号加到两输入端子与地之间，使ui1、ui2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以uic表示，且:uic=ui1=ui2

共模电压放大倍数2.共模输入二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号当外信二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号

当输入信号使ui1、ui2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号uid和共模信号uic两部分组成，信号分解方法如下：

3.任意输入二、知识准备（三）差分放大电路的输入信号当输二、知识准备（四）差分放大电路的作用

当差模信号uid输入(共模信号uic=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即ui1=－ui2=uid/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压uod1、uod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压uo=uod1－uod2=2uod1=uod,可见，差放能有效地放大差模输入信号。1.对差模输入信号的放大作用二、知识准备（四）差分放大电路的作用当差模二、知识准备

当共模信号uic输入(差模信号uid=0)时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即ui1=ui2=uic,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压uoc1、uoc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压uo=uoc1－uoc2=0,可见，差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。

此外，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。2.对共模输入信号的抑制作用（四）差分放大电路的作用二、知识准备2.对共模输入信号的抑制作用（四）差分放大电路的二、知识准备（四）差分放大电路的作用

对于差模信号，我们要求放大倍数尽量地大；对于共模信号，我们希望放大倍数尽量地小。实际电路中，差动式放大电路不可能做到绝对对称，这时Uo≠0，Ac≠0，即共模输出电压不等于零。共模电压放大倍数不等于零，为了全面衡量一个差分放大器放大差模信号、抑制共模信号的能力，引入共模抑制比。

KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。3.共模抑制比二、知识准备（四）差分放大电路的作用对于差模信三、操作训练差分放大电路的仿真、调试与测试1．根据电路及参数在仿真软件中画图，搭建差分电路。调零，调整Rp使电路在输入为0时输出也为0。测试静态工作点。加输入差模信号，+/-10mV，测输出电压，计算差模电压放大倍数。加共模信号