差分放大电路详解课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,差分放大电路详解PPT讲座,在实际应用中，许多信号是变化缓慢的物理量，,需要对其放大后才能驱动负载。由于是低频信号，,所以采用直接耦合放大电路。,直接耦合放大电路,在实际电路中，直接耦合放大电路多采用,差分放大电路,一、零点漂移现象及其产生的原因,1、什么是零点漂移现象：,u,I,0，,u,O,0的现象。,零点漂移现象：,输入电压u,i,为0,而输出电压u,o,不为0并且,缓慢变化的现象,产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂,。,一、零点漂移现象及其产生的原因,克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路,在阻容耦合放大电路中，前一级uo的缓慢变化的,漂移电压都降落在耦合电容之上，不会传入下一,级放大电路。,在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用信,号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工,作需要采取措施，抑制温度漂移,二、差分放大电路的组成,零点漂移,是直接耦合放大电路基本单元电路,在典型工作点稳定电路中，温,度变化时I,CQ,总是有微小变化，,导致输出电压u,o,的微小变化，,所以也存在稳漂问题,零输入零输出,若V与U,C,的变化一样，则输出电压就没有漂移,如何抑制温漂,改变电压输出端，找到一,受温度控制的直流电压源V,电压值与U,CQ,同步变化,当输入信号ui=0时,可以抑制温漂,参数理想对称：,R,b1,=,R,b1,，,R,c1,=,R,c1,，,R,e1,=,R,e1,;,T,1,、T,2,在任何温度下特性均相同。,如何实现 温控电压源 V,采用电路参数完全相同，管子特性完全相同的电路，则两管子的集电极电位U,CQ1,和U,CQ2,同步变化 能够抑制温漂,差分放大电路,共模信号,U,i1,与U,i2,为大小相等，极性相同的输入,信号（共模信号）时，输出电压,差分放大电路对共模信号有很好的抑制作用,差模信号,U,i1,与U,i2,为大小相等，极性相反的输入,信号（差模信号）时，输出电压,差分放大电路对差模信号能够实现放大,Re1和Re2的存在，,降低了电路的电压,放大能力,改进差分放大电路,改进后的差分放大电路，在差模信号作用下，流经Re,的电流变化为0，Re对差模信号没有反馈作用，相当,于短路，可以提高对差模信号的放大能力,克服Re1和Re2对电,压放大能力的影响,对电路进一步简化，并实现信号源和电源的共,地得到经典的长尾式放大电路,电路参数理想对称,在理想对称的情况下：,1、克服零点漂移；,2、零输入零输出。,三、长尾式差分放大电路的分析,1、,Q,点：令,u,I1,=,u,I2,=0,R,b,是必要的吗？,1、,Q,点,晶体管输入回路方程,：,通常，R,b,较小，且I,BQ,很小，故,2、抑制共模信号,共模信号：数值相等，极,性相同的输入信号，即,2,、抑制共模信号：Re的共模负反馈作用,Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为 共模信号,对于每一边电路，,R,e,=?,如,T,(),I,C1,I,C2,U,E,I,B1,I,B2,I,C1,I,C2,抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。,3、放大差模信号,i,E1,=i,E2,，R,e,中电流不变，即,R,e,对差模信号无反馈作用。,差模信号：数值相等，,极性相反的输入信号，,即,为什么？,差模信号作用时的动态分析,差模放大倍数,4、动态参数：,A,d,、,R,i,、,R,o,、,A,c,、,K,CMR,共模抑制比,K,CMR,：,综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。,在实际应用时，信号源需要有“接地”点，以避免干扰；或负载需要有“接地”点，以安全工作。,根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。,四、差分放大电路的四种接法,1、双端输入单端输出：,Q,点分析,由于输入回路没有变化，所以,I,EQ,、,I,BQ,、,I,CQ,与双端输出时一样。但是,U,CEQ1,U,CEQ2,。,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、T,2,的,R,c,可以短路吗？,2、什么情况下,A,d,为“”？,3、双端输出时的,A,d,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：,在输入信号作用下发射极的电位变化吗？说明什么？,2、,单端输入双端输出,静态时的值,差模输出,共模输出,问题讨论：,1、,U,OQ,产生的的原因？,2、如何减小共模输出电压？,3、,四种接法的比较：电路,参数,理想对称条件下,输入方式：,R,i,均为2（,R,b,+,r,be,）；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模输入。,输出方式：,Q,点、,A,d,、,A,c,、,K,CMR,、,R,o,均与之有关。,五,、具有恒流源的差分放大电路,为什么要采用电流源？,R,e,越大，共模负反馈越强，单端输出时的,A,c,越小，,K,CMR,越大，差分放大电路的性能越好。,但为使静态电流不变，,R,e,越大，,V,EE,越,大，以至于,R,e,太大就,不合理了。,需在低电源条件下，得到趋于无穷大的,R,e,。,解决方法：采用电流源！,五,、具有恒流源的差分放大电路,等效电阻为无穷大,近似为,恒流,1),R,W,取值应大些？还是小些？,2),R,W,对动态参数的影响？,3)若,R,W,滑动端在中点，写出,A,d,、,R,i,的表达式。,六、差分放大电路的改进,1、加调零电位器,R,W,2、,场效应管差分放大电路,讨论一,若,u,I1,=10mV，,u,I2,=5mV，则,u,Id,=？,u,Ic,=？,u,Id,=5mV，,u,Ic,=7.5mV,讨论二,1、,u,I,=10mV，则,u,Id,=?,u,Ic,=?,2、若,A,d,=10,2,、,K,CMR,10,3,用直流表测,u,O,，,u,O,=?,u,Id,=5mV，,u,Ic,=7.5mV,u,O,=,A,d,u,Id,+,A,c,u,Ic,+,U,CQ1,=?,=?,=?,