模拟电子技术模拟电子技术第5版-第5版-ch33-差分放大电路课件.pptx

1、3.3差分放大电路3.3.1 3.3.1 基本差分放大电路基本差分放大电路3.3.2 3.3.2 具有电流源的差分放大电路具有电流源的差分放大电路3.3.3 3.3.3 差分放大电路的单端输入、输出方式差分放大电路的单端输入、输出方式3.3.4 3.3.4 差分放大电路的差模传输特性及应用差分放大电路的差模传输特性及应用3.3.1 基本差分放大电路一、电路组成及静态工作点一、电路组成及静态工作点V1VCCV2VEERCRCREui1ui2uo公共发射极电阻，用来抑制零点漂移并决定静态工作电流能能有效地克服零点漂移有效地克服零点漂移两两个输入端，个输入端，两两个输出端；个输出端；元件元件参数对称

2、；参数对称；双双电源供电；电源供电；ui1=ui2 时，时，uo=0特点特点V1VCCV2VEERCRCREui1ui2uo直流通路直流通路V1+VCCV2VEERCRCREuoVEEICQ1ICQ2IEEIEQ1IEQ2UCQ1UCQ2VEE=UBEQ+IEEREIEE=(VEE UBEQ)/RE VEE /REICQ1=ICQ2 IEE/2=VEE/2REUCQ1=VCC ICQ1RCUCQ2=VCC ICQ2RCuo=UCQ1 UCQ2=0差模输入差模输入ui1=ui2差模输入电压差模输入电压uid=ui1 ui2=2ui1=ui2差模信号交流通路差模信号交流通路ic1ic2使得：使得：

3、ic1=ic2uo1=uo2差模输出电压差模输出电压uod=uC1 uC2=uo1 (uo2)=2uo1idodduuAu 差模电压放大倍数差模电压放大倍数带带 RL 时时RLbeLdrRAu LCL21/RRR Rid=2rbe差模输入电阻差模输入电阻差模输出电阻差模输出电阻Ro=2RC大小相同大小相同 极性相反极性相反二、二、差差模输入与差模特性模输入与差模特性ui1V1V2RCRCuodui2uo1uo2ui1V1+VCCV2VEERCRCREuodui2uC1uC2i1o122uu C CbebeRr 例例 3.3.1 已知：已知：=80，r bb=200 ，UBEQ=0.6 V，试求

4、：，试求：(1)静态工作点；静态工作点；(2)差模电压放大倍数差模电压放大倍数 Aud，差模输入电阻差模输入电阻 Rid，输出电阻输出电阻Ro。解解(1)ICQ1=ICQ2 (VEE UBEQ)/2RE=(12 0.6)/2 20=0.285(mA)UCQ1=UCQ2=VCC ICQ1RC=12 0.285 10=9.15(V)(2)LCL21/RRR =10/10=5(k)Rid=2rbe=2 7.59=15.2(k)Ro=2RC=20(k)ui1V1+12VV212VRCRCREuodui210 k 10 k 20 k 20 k 2681 26200(1)2007589()0.285rI

5、beEQ 58052.77.59uRAr L dbe 三、三、共模输入与共模抑制比共模输入与共模抑制比共模输入共模输入ui1=ui2共模输出电压共模输出电压uic=ui1=ui2使得：使得：ie1=ie2IEQ1+ie1IEQ2+ie2ue=2ie1RE2RE2RE共模输入电压共模输入电压uoc=uC1 uC2=00icocc uuAu共模抑制比共模抑制比cdCMRuuAAK 用对数表示：用对数表示：cdCMRlg20)dB(uuAAK 大小相同大小相同极性相同极性相同共模信号交流通路共模信号交流通路ui1V1+VCCV2VEERCRCREuocui2uC1uC2V1V2RCRCuocuicu

6、C1uC2uic1.01 V0.99 V 解解 可将任意输入信号分解为可将任意输入信号分解为共模信号和差模信号之和共模信号和差模信号之和ui1=1.01=1.00 +0.01(V)ui2=0.99=1.00 0.01(V)电路如图所电路如图所示。示。例例 3.3.2ui1V1+VCCV2VEERCRCREuoui2uC1uC2uid=u i1 u i2uic=(ui1+ui2)/2=1.01 0.99=0.02(V)=1(V)id21i1 iuuuc id21ici2uuu 差模信号差模信号共模信号共模信号（1）求求差模输入电压差模输入电压 uid、共模输入电压、共模输入电压 uic（2）若）

7、若 Aud=50、Auc=0.05，求输出电压，求输出电压电压电压 uo，及，及 KCMR 解解 uod=Auduid=50 0.02=1(V)uoc=Aucuic=0.05 1=0.05(V)uo=Auduid+Aucuic=1.05(V)cdCMRlg20)dB(uuAAK 05.050lg20=60(dB)3.3.2 具有电流源的差分放大电路一一、电流源电路、电流源电路减少共模放大倍数的思路：减少共模放大倍数的思路：增大增大 REE用恒流源代替用恒流源代替 REE特点：特点：直流电阻为有限值直流电阻为有限值动态电阻很大动态电阻很大1.三极管电流源三极管电流源简化画法简化画法电流源电流源代

8、替差代替差分电路分电路中的中的 REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RCVEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI02.比例型电流源比例型电流源二极管温度补偿二极管温度补偿V1+VCCRERB1RB2I0V2比例型电流源比例型电流源V1+VCCR2RR1I0V2IREFUBE1UBE21BE1CCREFRRUVI UBE1 UBE221REF0RRII 多路电流源多路电流源V1+VCCR2RR1I02V2IREFR3I03V321REF02RRII 31REF03RRII 镜像电流源镜像电流源UBE1=UBE2I0

9、=IREF微电流源微电流源I0R2=UBE1 UBE22BE2BE10RUUI 3.镜像和微电流源镜像和微电流源I0V1RV2IREFV1+VCCR2RI0V2IREFUBE1UBE2V3、V4 构成比例电流源电路构成比例电流源电路21BE4EEC4REFRRUVII 32REF0C3 RRIII 二、具有电流源的差分放大电路二、具有电流源的差分放大电路简化简化画法画法能调零的能调零的差分电路差分电路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0RPMOS差分电路差分电路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4I

10、REFIC4R1例例 3.3.3 =100(1)求静态工作点；求静态工作点；(2)求电路的差模求电路的差模 Aud，Rid，Ro。解解(1)求求“Q”21BE4EEREFRRUVI 1.02.67.06 32REF0 RRII mA 84.0 ICQ1=ICQ2=0.5 I0mA 42.0 UCQ1=UCQ2=6 0.42 7.5 =2.85(V)(2)求求 Aud，Rid，Ro)(452642.026101200be2 be1 rrbebeC Cd d r rR RA Au u 11645657100 .b be ei id dr rR R2 k k .912Ro=2RC=15(k)(mA)

11、84.0 ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6 V 6 V100 100 7.5 k 7.5 k 6.2 k 1、单端输入、单端输入即即 ui1=ui,ui2=0有一个输入端接地，为双端输入的特例有一个输入端接地，为双端输入的特例2.单端输出单端输出输出为双端输出的一半输出为双端输出的一半KCMR较较双端输出小双端输出小参数计算与双端输入相同参数计算与双端输入相同同相输出同相输出反相输出反相输出+VCCuiV1V2RCuoRCVEEI0iC1iC2RLuo与ui反相+VCCuiV1V2RCuoRCVEEI0iC1iC2RLuo与ui同相3.3.3差分

12、放大电路的单端输入、输出方式3.3.4 差分放大电路差模传输特性及应用一、一、差分放大电路的差模传输特性差分放大电路的差模传输特性OuiiCiC1iC2I0021I特点：特点：1.iC1+iC2 =I0；当；当 ui=0，iC1=iC2=0.5 I0。UT UT2.当当 UT ui UT，uiiC1 iC2OUTUTiC1 iC2 ui。3.当当 ui 4UT 或或 ui 4UT，一只管子截止，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。几乎全部流入另一只管子，输出电压被限幅。4UT 4UTI04UT4UT+VCCui1V1V2RCuoui2RCVEEI0iC1iC2如用作集成运放输入级，可减小温度漂移，提高共模抑制比。如用作集成运放输入级，可减小温度漂移，提高共模抑制比。如用作三角波变换为正弦波如用作三角波变换为正弦波用作用作多级放大电路的输入级多级放大电路的输入级。用于用于构成自动增益控制电路和模拟相乘器构成自动增益控制电路和模拟相乘器用于用于构成大信号限幅电路和电流构成大信号限幅电路和电流开关电路开关电路用于用于构成波形变换构成波形变换电路电路1 12 23 34 4二、二、差分放大电路差分放大电路的应用的应用