典型差分放大电路-PPT精选PPT课件下载推荐.ppt
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,d.信号既可以双端,也可以单端输出。
两个输入端信号电压的差值是有用的,称之为差模输入信号,因而该电路称为差分放大电路。
(2)信号的输入,(3)抑制零漂的原理,(T1和T2特性相同),(a)当温度T一定时,(uI1=uI2=0),a.电路双端输出,(b)当温度增加时,在双端输出的情况下,漂移为零。
b.单端输出时,因射极电阻RE的负反馈作用,可以抑制零点漂移,2静态分析,直流通路,因为电路对称,所以,列输入回路方程,由此可得,因,3.动态分析,
(1)小信号差模特性,差模信号,记为,当时的输入信号,差模输入时放大电路中的电流,由于,电阻RE上无交流电流,T1、T2发射极虚地。
交流通路,由于,故,1)差模电压放大倍数,a.双端输出,b.单端输出,(a)输出uO1,(b)输出uO2,c.RL时,(a)双端输出,负载电阻RL的中点虚地,由于,等效电路,Aud与单级共射极电路电压放大倍数相同。
可见,差分放大电路是用“数量换质量”。
(b)单端输出,从T1的集电极输出,输出与输入反相,从T2的集电极输出,输出与输入同相,2)差模输入电阻,a.单端输出时,求Ro的等效电路,3)输出电阻Ro,b.双端输出时,求Ro的等效电路,
(2)小信号共模特性,共模信号,记为,当uIc1=uIc2时的输入信号,1)共模电压放大倍数,a.双端输出共模电压,共模电压放大倍数,故,b.单端输出,交流通路,,电压放大倍数,一般情况,一般情况中,故,差分放大电路对共模信号有抑制作用,RE越大,抑制共模信号的能力越强。
综上所述,单端输出时,双端输出时,2)共模抑制比,共模抑制比的定义,或者,a.双端输出,b.单端输出,因,3)共模输入电阻,交流通路,,因为,故,4)输出电阻,双端输出时,单端输出时,(3)任意输入信号的分解,既不是差模信号又不是共模信号的输入信号,任意信号,令,那么,任意信号可以分解成差模和共模信号两种性质的输入信号,任意输入信号分解示意图,uI10,uI2=0,特别的,对于单端输入,即,或,uI1=0,uI20,单端输入是一种特殊的双端输入形式,(4)大信号传输特性,线性区,截止、饱和区,截止、饱和区,传输特性,(a)静态工作点IC、UC之值;
(b)uO及KCMR之值;
(c)若将RL接在C1对地之间,求UC、uO及KCMR;
(d)Rid、Ric和Ro之值。
例电路如图所示。
设T1、T2的特性一致,=50,UBE=0.7V,uIc=1V,uId=50mV,。
试求:
解为了计算简单,设调零电位器RW的滑动端在电位器的中间。
(a)画出放大电路的直流通路,直流通路,由图可得,由上两式得,因,则有,(b)根据题意,(c)当RL在C1对地之间时,经整理可得,(12V),(+12V),IC,UC,c1,c2,IE,IB,IRL,(d)差模输入电阻,共模输入电阻,输出电阻Ro,双端输出时,单端输出时,双端输出,单端输出,对于图示电路,4.2.2带恒流源的差分放大电路,RE越大,KCMR越大,电路抑制共模信号的能力越强。
a.当VEE一定,IE减小,rbe增大,Aud减小。
c.在集成电路中不易制作较大阻值的电阻。
RE太大对电路的影响,b.为了维持IE不变,必须提高电源电压VEE。
恒流源的主要特点,b.直流电阻较小,a.具有很大的交流等效电阻,恒流源,通常采用恒流源来代替RE,当iB恒定,则iC恒定,晶体管相当于一个电流源。
当晶体管工作在放大区时,iC基本上与uCE无关,只取决于iB。
晶体管恒流源,晶体管恒流源工作原理,带恒流源的差分放大电路,恒流源,选择R1和R2使IBQ3恒定,则IC3恒定。
IC3,1电流镜电路,T1和T2特性相同,
(1)电路组成,
(2)电路特点,(3)电路分析,设,由于UBE1=UBE2=UBE,4.2.3电流源电路,当2时,所以IB1=IB2=IB,故,T1和T2特性相同,
(1)电路组成,
(2)电路特点,(3)电路分析,由图可知,2比例电流源电路,由于,故有,3微电流源电路,T1和T2特性相同,
(1)电路组成,
(2)电路特点,(3)电路分析,由图可知,由,得,故有,例1已知IR=0.73mA,IC2=20mA,求RE=?
例2在例1中,如果不用微电流源,而采用电流镜,那么在VCC=15V时,欲获IC2=20mA,求R=?
解已知IC2=20mA,则,RVCC/IR=750kW,IR=20mA,4电流源作有源负载的差分放大电路,
(1)电路组成,代替RE,为T1、T2提供合适、稳定的静态工作点,代替RC,称有源负载,电流镜,比例电流源,因为T5、T6组成电流镜,所以,a.当ui1=ui2时,
(2)电路分析,忽略T5、T6的基极电流。
则有,iC5iC1,iO=iC6+iC2,=iC5iC1,无共模信号输出,输出电流,0,b.当uI1=uI2时,输出电流,iO=iC6+iC2,=iC1+iC2,=2iC1,负载上得到了双端输出的电流,用电流镜取代差分放大电路的集电极电阻,以单端输出的电路形式,实现了双端输出的功能。
结论,利用多个晶体管组成复合管,可以得到较大的电流放大系数值。
4.2.4复合管电路,四种常见的复合管结构,常见的复合管结构,a.NPN管+NPN管,两个NPN型管可以复合成一个NPN型管,(a)等效管,由图可知,(b)复合管的电流放大系数,而,由于,故,复合管的电流放大系数,(c)复合管的输入电阻rbe,因为,故复合管的输入电阻,b.PNP管+PNP管,(a)等效管,两个PNP型管可以复合成一个PNP型管,(b)复合管的及rbe,c.NPN管+PNP管,(a)等效管,一个NPN和一个PNP型管可以复合成一个NPN型管,(b)复合管的及rbe,d.PNP管+NPN管,(a)等效管,一个PNP和一个NPN型管可以复合成一个PNP型管,(b)复合管的及rbe,4.2.5互补推挽放大电路,1.电路组成,2.电路主要特点,
(2)输出电阻小,(3)动态范围大,(4)带载能力强,
(1)T1、T2参数相同,3.工作原理,
(1)uI=0时,T1、T2截止,uO=0,
(2)uI0时,T1导通、T2截止,uOuI,(3)uI0时,T1截止、T2导通,uOuI,4.输出动态范围,5.电路存在的缺陷交越失真,当输入电压小于发射结死区电压时,输出电压为零。
克服交越失真的方法,给T1、T2的发射结加一定的直流偏置,使其工作在微导通状态。
克服交失真的互补电路,思考题,1.差分放大电路中,单端输出与双端输出在性能上有何区别?
单端输入与双端输入在性能上有何区别?
3.差分放大电路中为什么要用恒流源代替公共发射极电阻RE?
2.差分放大电路中,公共发射极电阻对共模信号有什么影响?
为什么?
对差模信号有什么影响?
为什么?
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