模电课件33-2资料

第三章多级放大电路第三章多级放大电路§3.3差分放大电路一、零点漂移现象及其产生的原因二、长尾式差分放大电路的组成三、长尾式差分放大电路的分析四、差分放大电路的四种接法五、具有恒流源的差分放大电路六、差分放大电路的改进3.3差动放大器（重点）

差动放大的指导思想：是利用参数匹配的两个三极管组成对管对称形式的电路结构，进行补偿，达到减少零点漂移的目的。

+vCC3.3差动放大器（重点）

+vCC主要特点：a.两个输入端,两个输出端;b.元件参数对称;能有效地克服零点漂移?特点：抑制温漂原理如下:vo=vC1-vC2

=0vo=(vC1+vC1

)-(vC2+vC2)=0当vi1

=

vi2

=0时，当温度变化时：对称性vC1=vC2vC1=vC2+vCCRCR1T2RBvoRCR1T1RBvi2vi1vC1vC23.3.2差动放大器（重点）vi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEEvo~~~~1/2vidvicvic1.基本差动放大器输入信号分解模型3.3.2差动放大电路的特点和性能指标-1/2vidT1、T2完全对称，常称“对管”（理想化）2.差模信号与共模信号任模信号：共模信号：1)共模信号---大小和极性都相同的输入信号;commonmode3)任模信号---既非共模,也非差模;但任模信号可分解为共模信号和差模信号的叠加.2)差模信号---大小相同但极性相同反的输入信号;differentialmode任模信号：差模信号：3.差放的主要性能指标差模信号：差模输出电压：当输入vid时的输出电压;差模电压增益:差模输入电阻：差模输出电阻：3.差放的主要性能指标共模电压增益:共模信号：共模输出电压：当输入vic时的输出电压;共模输入电阻：共模输出电阻：3.差放的主要性能指标总输出电压(叠加原理):共模抑制比（越大，物理含义：放大差模信号和抑制共模信号的能力越强）(衡量差放的重要指标)差模电压增益:共模电压增益:1.结构为了使左右平衡，可设置调零电位器:

3.3.3差放的分析方法和工作特点特点：对称形式的电路结构,采用正负双电源供电。vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEE3.分析步骤1)静态(直流)分析;2)动态(交流)分析;差模分析画半电路差模交流通路计算Avd、Rid、Rod共模分析画半电路共模交流通路计算Avc、KCMR、Ric

根据需要计算输出电压

双端输出：

计算vo单端输出：

计算vo1、

vo2Q点的计算IBICICIB2IE1.静态分析vovi1+VCCRCT1RBRCT2RBvi2RE–VEEvoWP/2+VCCRCRBRCRB2RE–VEE2REWP/2Q点：IC≈IE(重点)IB=IC/βvCE=VCC-[IC(RC+2RE)-VEE]VEE-VBE=IE(WP/2+2RE)+IBRB

=IE(WP/2+2RE)+得：差放半电路分析法（重点）IBICICIBIE差模性能分析T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RLREE对差模视为短路。RL中点视为交流地电位，即每管负载为RL/2。直流电源短路接地。RC+-vod1+-vid1RL2T1半电路差模交流通路1）半电路差模交流通路注意：关键在于对公共器件的处理。

差模信号交流通路T1单边交流等效电路uod1RbB1EC1R'Lib1ui1rbe1ib12）差模性能指标分析差模输入电阻=2Rid1=2rbe或2(rbe+Rb)差模输出电阻差模电压增益注意：电路采用了成倍元件，但电压增益并没有得到提高。半电路差模交流通路RC+-vod1+-vid1RL2T1iid或rbe+Rb共模性能分析T1+-+-VCCReevi1voVEE+-vi2RCRCT2RL每管发射极接2Ree。RL对共模视为开路。直流电源短路接地。1）半电路共模交流通路因为流过RL的共模电流ioc为0。半电路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12Ree（2）对共模信号的抑制作用分析T1单边交流等效电路RCRb2Reeic1uc1uc2ib1ib1ie1rbe1共模性能分析2）共模性能指标分析共模输入电阻共模输出电阻共模电压增益半电路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12REE无意义?因为流过RL的共模电流ioc为0。电路特点双端输出电路利用对称性抑制共模信号。

1.差动放大电路一般有两个输入端：双端输入——从两输入端同时加信号。单端输入——仅从一个输入端对地加信号。

2.差分放大电路可以有两个输出端，一个是集电极C1，另一个是集电极C2。双端输出——从C1和C2输出。单端输出——从C1或C2

对地输出。二.差动放大器的输入输出方式7/23/2023.差动放大器的输入输出方式

差动放大器共有四种输入输出方式:

1.双端输入、双端输出（双入双出）(已讲)2.双端输入、单端输出（双入单出）3.单端输入、双端输出（单入双出）4.单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：

差模电压放大倍数共模电压放大倍数差模输入电阻、输出电阻分析方法----半电路分析法;(重点)三、差分放大电路的四种接法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。1.双端输入单端输出：Q点分析1.双端输入单端输出：差模信号作用下的分析1.双端输入单端输出：共模信号作用下的分析1.双端输入单端输出：问题讨论（1）什么情况下Ad为“＋”？（2）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？2.单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：3.四种接法的比较：电路参数理想对称条件下P165输入方式：Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。输出方式：Q点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。例3.3.1电路如侧。已知（1）Re的取值应为多少？T1和T2管的UCEQ为多少？（2）试求Au、Ri和Ro;（3）若将电路改成单端输出（如图3.3.7），用直流表测得输出电压uo=3V，试问输入电压约为多少？设共模电压可忽略。解：（1）例3.3.1电路如侧。已知（1）Re的取值应为多少？T1和T2管的UCEQ为多少？（2）试求Au、Ri和Ro;（3）若将电路改成单端输出（如图3.3.7），用直流表测得输出电压uo=3V，试问输入电压约为多少？设共模电压可忽略。解：（2）据(3.3.7)、(3.3.8)、(3.3.9)可得交流等效例3.3.1电路如侧。已知（3）若将电路改成单端输出（如图3.3.7），用直流表测得输出电压uo=3V，试问输入电压约为多少？设共模电压可忽略。据(3.3.12)、(3.3.13)、(3.3.14)可得解：（3）因直流表测得的输出电压包涵静态和动态两部分！再据(3.3.16)可得忽略共模影响有：四、差分放大电路的改进

由前分析可知：Re越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。

需在低电源条件下，设置合适的IEQ，并得到（等效）趋于无穷大的Re。解决方法：采用恒流源取代Re！RRuoui1RCT1RBRCT2RBIb2Ib1ic2ic1ui2E+UCC四、恒流源差放电路(重点）电路结构(1):IE2R2T3R1R3-UEEIE1IC3(1).三极管构成的恒流源代替Re恒流源的差动放大电路(1)ro很大恒流源的差动放大电路(1)IE1IE2恒流源差分放大电路(2).(2):三极管恒流源简化画法电流源代替差分电路中的REE+VCCRLR3R1R2ICICvi1V1+VCCV2RCR1vovi2RCVEER2R3IC3V3vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEIC3恒流源差动放大电路图(分析方法同上)

带有稳压管的恒流源电路：恒流源的直流电流数值为:IE3=(VZ

-VBE3)/Re

恒流源差分放大器(3）V3、V4构成比例恒流源电路代替Ree恒流源差分放大器(4)简化画法能调零的差分电路vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEER2R3IC3V3V4IREFIC4vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0RPR11.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（重点）vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEEI0例3=100(1)求静态工作点(Si管)(2)求电路的差模Avd、Rid、Rod[解](1)求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5IC3VCEQ1=VCEQ2=6–0.427.5=2.85(V)(电流源相当于开路,内阻很大)vi1V1+VCCV2RCvodvi2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k例3=100(1)求静态工作点(2)求电路的差模Avd、Rid、Rod[解](1)求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5I0(2)求Avd、Rid、RodRod=2RC=15(k)vi1V1+VCCV2RCvovi2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k总结:恒流源的差动放大电路指标比较输出方式双出单出双出单出输出方式双出单出双出单出总结:恒流源的差动放大电路指标比较§3.3.3互补输出级二、基本电路三、消除交越失真的互补输出级四、准互补输出级一、对输出级的要求

互补输出级是直接耦合的功率放大电路。对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小；负载电阻上无直流功耗；最大不失真输出电压最大。一、对输出级的要求射极输出形式静态工作电流小输入为零时输出为零双电源供电时Uom的峰值接近电源电压。单电源供电Uom的峰值接近二分之一电源电压。不符合要求！二、基本电路1.特征：T1、T2特性理想对称。2.静态分析T1的输入特性理想化特性

1.电路工作原理

当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管工作。有电流通过负载RL，按图中方向由上到下，与假设正方向相同。

当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管工作。有电流通过负载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形。ie1ie2电路存在的问题实际测试波形ui-USCT1T2uo+USCRLiL输入输入波形图uiuououo´交越失真死区电压当输入信号vi在0~VBE之间变化时，不足以克服死区电压，三极管不工作。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。交越失真消除失真的方法：设置合适的静态工作点。信号在零附近两只管子均截止开启电压①静