差分电路讲解

差分电路讲解第1页，课件共16页，创作于2023年2月(DifferentialAmplifier)3.3.1差分放大电路的工作原理

特点：

a.两个输入端，两个输出端；

b.元件参数对称；

c.双电源供电；

d.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章放大电路基础第2页，课件共16页，创作于2023年2月V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo直流通路V1+VCCV2VEERCRCREEuoVEEICQ1ICQ2IEEIEQ1IEQ2UCQ1UCQ2VEE=UBEQ+IEEREEIEE=(VEE

–UBEQ)/REEICQ1=ICQ2

(VEE

–

UBEQ)/2REEUCQ1=VCC–

ICQ1RCUCQ2=VCC–

ICQ2RCUo=UCQ1–

UCQ2=0第3章放大电路基础第3页，课件共16页，创作于2023年2月1.差模输入与差模特性差模输入ui1=–

ui2差模输入电压uid=ui1

–

ui2=2ui1

=–

ui2差模信号交流通路ic1ic2使得：ic1=–

ic2uo1=–

uo2差模输出电压uod

=uC1

–uC2=uo1–(–

uo2)=

2uo1差模电压放大倍数带RL时RLRid=2rbe差模输入电阻差模输出电阻Rod=2RC大小相同极性相反二、动态分析ui1V1+VCCV2RCRCuodui2uo1uo2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC2第3章放大电路基础第4页，课件共16页，创作于2023年2月例3.3.1

已知：=80，rbb=200，UBEQ=0.6V，试求：(1)静态工作点；(2)差模电压放大倍数Aud，差模输入电阻Rid，输出电阻Rod。[解](1)

ICQ1=ICQ2(VEE

–

UBEQ)/2REE=(12–0.6)/220=0.285(mA)UCQ1=UCQ2=VCC–ICQ1RC=12–0.28510=9.15(V)(2)=10//10=5(k)Rid=2rbe=27.59=15.2(k)Rod=2RC=20(k)ui1V1+12VV212VRCRCREEuodui210k10k20k20k第3章放大电路基础第5页，课件共16页，创作于2023年2月2.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使得：ie1=ie2IEQ1+ie1IEQ2+ie2ue

=2ie1REE2REE2REE共模输入电压uoc=uC1

–uC2=0共模抑制比用对数表示：大小相同极性相同共模信号交流通路ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuocui2uC1uC2V1V2RCRCuocui2uC1uC2第3章放大电路基础第6页，课件共16页，创作于2023年2月uod=Auduid(2)

若Aud=–50、Auc=–0.05求输出电压uo，及KCMR1.01V0.99V[解]可将任意输入信号分解为共模信号和差模信号之和(1)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3.3.2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuoui2uC1uC2uid=u

i1

–u

i2uic=(ui1+ui2)/2=1.01–0.99=0.02(V)=1(V)(2)=–500.02=–

1(V)uoc=Aucuic=–0.051=–0.05(V)uo=Auduid+Aucuic=–1.05(V)=60(dB)差模信号共模信号第3章放大电路基础第7页，课件共16页，创作于2023年2月3.3.2具有电流源的差分放大电路一、电流源电路减少共模放大倍数的思路：增大REE用恒流源代替REE特点：直流电阻为有限值动态电阻很大1.三极管电流源简化画法电流源代替差分电路中的REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RC–VEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI0第3章放大电路基础第8页，课件共16页，创作于2023年2月2.比例型电流源二极管温度补偿V1+VCCRERB1RB2I0V2比例型电流源V1+VCCR2RR1I0V2IREFUBE1UBE2UBE1

UBE2多路电流源V1+VCCR2RR1I02V2IREFR3I03V3第3章放大电路基础第9页，课件共16页，创作于2023年2月镜像电流源UBE1=

UBE2I0=

IREF微电流源I0R2=

UBE1

–UBE23.镜像和微电流源I0V1RV2IREFV1+VCCR2RI0V2IREFUBE1UBE2第3章放大电路基础第10页，课件共16页，创作于2023年2月4.NMOS管电流源原理电路当V1、V2

几何尺寸相同时：I0=

IREF当V1、V2

几何尺寸不同时：I0IREF采用V3管代替R+VCCV1RI0V2IREFDGSGSDVEE+VCCV1I0V2IREFDGSGSDVEEV3DSG第3章放大电路基础第11页，课件共16页，创作于2023年2月V3、V4

构成比例电流源电路二、具有电流源的差分放大电路简化画法能调零的差分电路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0RPMOS差分电路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREFIC4R1第3章放大电路基础第12页，课件共16页，创作于2023年2月例3.3.3

=100(1)求静态工作点；(2)求电路的差模Aud，Rid，Ro。[解](1)

求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5I0UCQ1=UCQ2=6–0.427.5=2.85(V)(2)求Aud，Rid，RoRo=2RC=15(k)ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6V6V1001007.5k7.5k6.2k100第3章放大电路基础第13页，课件共16页，创作于2023年2月三、差分放大电路的差模传输特性OuiiCiC1iC2I0特点：1.iC1+iC2=I0；当ui=0，iC1=iC2=0.5I0。UT-UT2.当–UT<ui<UT，uiiC1–iC2O–UTUTiC1–

iC2ui。3.当–4UT<ui<4UT

，一只管子截止，I0

几乎全部流入另一只管子，输出电压被限幅。4UT–4UTI0–4UT4UT+VCCui1V1V2RCuoui2RCVEEI0iC1iC2第3章放大电路基础第14页，课件共16页，创作于2023年2月3.3.3差分放大电路的输入、输出方式一、单端输入、输出方式1.单端输出输出为双端输出的一半较双端输出小即ui1=ui

，ui2=0参数计算与双端输入相同四种连接方式比较见P882.单端输入为双端输入的特例+VCCuIV1V2RCuoRCVEEI0iC1iC2RL第3章放大电路基础第15页，课件共16页，创作于2023年2月二、双端变单端的转换电路双端输入单端输出差分电路具有双端输出效果的单端输出电路对于差模信号：ic1=ic3=ic4iL=ic2+ic4

V3、V4为镜向电流源=ic2+ic1=2ic1uo=2i