第三章-差分电路及OCL

第三章

直接耦合多级放大电路第一节

差分放大电路一、结构特点：结构对称。3.1.1基本型差分放大电路vi1vi2voRCR1T1RBRCR1T2RB+VCC二、抑制零漂的原理vo=VC1-VC2

=0vo=(VC1+vC1

)-(VC2+vC2)=0当vi1

=

vi2=0

时：当温度变化时：+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2三、共模电压放大倍数AC+VCCvovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2共模输入信号：

vi1=vi2=vC

（大小相等，极性相同）理想情况：vi1=vi2

vC1=vC2

vo=0共模电压放大倍数：（很小，<1)但因两侧不完全对称，vo

0vovi1RCR1T1RBRCR1T2RBvi2四、差模电压放大倍数Ad差模输入信号：

vi1=-vi2=vd

（大小相等，极性相反）(很大，>1)设vC1=VC1+vC1

，vC2=VC2+vC2

。因vi1=-vi2，

vC1=-vC2

vo=vC1-vC2=vC1-vC2=2vC1

差模电压放大倍数：+VCC结论

差分放大电路的性能实际上是指差分放大电路在差模信号下的性能：

输入有差别，输出才有变动！五、共模抑制比(CMRR)的定义例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMR=20lg(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatioKCMR=KCMR(dB)=(分贝)一、结构特点为了使左右平衡，可设置调零电位器:3.1.2双电源长尾式差分放大电路①特点：加入射极电阻RE；加入负电源-VEE

，采用正负双电源供电。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE②双电源的作用：（1）使信号变化幅度加大。（2）IB1、IB2由负电源-VEE提供。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE温度TICIE

=2ICVEVBEIBIC③RE的作用

设vi1

=vi2

=0自动稳定RE具有强负反馈作用——抑制温度漂移，稳定静态工作点。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE①Q点的计算直流通路vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEEIBIC1IC2IBIEIC1=IC2=IC=IB

VC1=VC2=VCC－IC×RC

VE1=VE2

=－IB×RB－VBE

VCE1=VCE2

=VC1－VE1二、静态分析三、交流动态分析(交流性能的特点及分析)：1.差分电路输入交流信号分类(1)差模(differentialmode)输入差模信号：用vid

表示指作用在差分电路两端的两个数值大小相等，极性相反的信号:vi1=－vi2vid

=vi1－vi2差模电压放大倍数:(2)共模(commonmode)

输入共模信号:用vic

表示指作用在差分电路两端的两个数值大小相等，极性相同的信号:vi1=vi2vi1

=vi2=viC共模电压放大倍数:共模信号:vic＝vi1＝vi2

差模信号：vid＝vi1-vi2

因而：vi1＝-vi2＝1/2·vid任意信号：即不是差模信号，也不是共模信号的信号

结论：任意输入的信号:vi1,

vi2，都可分解成差模分量和共模分量。注意：

vi1

=vC

+

vd

；vi2=vC-

vd例:vi1=20mV,vi2=10mV则：vid=5mV,vic=15mV差模分量:共模分量:同理：对任意输出的信号:vo1,

vo2，也都可以分解成差模输出分量和共模输出分量。注意：vo1

=-vo2=

vod/2

；vo1

=vo2=

voc差模输出分量:共模输出分量:其中：vo1

=voc+

vod/2vo2

=voc-

vod/22、双端输入双端输出的差分放大电路（共模输入时）

共模输入RE对共模信号有抑制作用（原理静态分析，即由于RE的负反馈作用，使IE基本不变）

。vCic1、

ic2iRE

、vRE

+VCCvocRCT1RBRCT2RBRE–VEEvCvoc2voc1ic1ic2iREvRE共模信号交流通路:vocRCT1RBRCT2RB2REvc1voc2voc1ic1ic2vc22RE共模输入时，T1管的单边小信号等效电路RCRB2REic1vc1vc2ib1ib1ie1rbe1KCMRR

AC

0问题：负载影响共模放大倍数吗？不影响！3、双端输入双端输出的差分放大电路（差模输入时）(1)差模输入信号的分解分压器RRvovi+VCCRCT1RBRCT2RBRE–VEE（2）RE对差模信号作用vi1vi2ib1

,ic1ib2

,ic2ic1

=-ic2iRE

=ie1+

ie2

=0vRE

=0RE对差模信号不起作用RRvovi+VCCRCT1RBRCT2RBRE–VEEib2ib1ic2ic1iRE（3）差模信号通路T1单边小信号等效电路vod1RBB1EC1RCib1vi1rbe1ib1RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E①放大倍数单边差模放大倍数:vod1RBB1EC1RCib1vi1rbe1ib1若差动电路带负载RL(接在

C1与

C2之间),对于差动信号而言，RL中点电位为0,所以放大倍数：即：总的差动电压放大倍数为：差模电压放大倍数:RRvodvi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2Ero=2RC

ri

ri

ro输入电阻：输出电阻：②输入输出电阻RRvovi1+VCCRCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2vod1vod2E思考题：电路去掉RB能正常工作吗？RB的作用是什么？4、双端输入单端输出的差分放大电路（及直流通路）直流通路双端输入单端输出的差分放大电路小信号等效电路电压放大倍数AV：输入电阻Ri：输出电阻Ro：RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2E+VCC3.1.3恒流源式差放电路电路结构:IC3R2T3R1R3-VEE

rce3

1M恒流源T3:放大区RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2E+VCCIC3R2T3R1R3-VEEvCEIB3iCVCE3IC3QVCE3静态分析：主要分析T3管。VB3VE3IE3IC3电路改进：加入温度补偿三极管T4（BC短接，相当于二极管）IE4温度IE3

温度VBE4

VB3

IE3

结论：T4稳定IE3。RRvovi1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1vi2E+VCCIC3R2T3R1R3-VEET4IE3

VBE4

Q变化1.恒流源相当于阻值很大的电阻。2.恒流源不影响差模放大倍数。3.恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷的电阻，所以共模抑制比是无穷。恒流源的作用3.1.4差放电路的四种接法输入端接法双端单端输出端接法双端单端双端输入双端输出：Ad

=Ad1双端输入单端输出：vi1+VCCvi2voC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-VEE双端输出：Ad

=Ad1单端输出：对Ad而言，双端输入与单端输入效果是一样的。vi1+VCCvi2voC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-VEEib2ib1vd

=0.5vi,vc

=0双端输入：vi1=-vi2=0.5vivd

=0.5vi,vc

=0.5vi单端输入：vi1=-vi

，vi2=0第二节直接耦合互补输出级1、互补输出级的基本电路工作原理：当输入正弦电压uI

时uI>0，VT1导通，VT2截止iC1：+VCCVT1RL地uI