2022-2023学年高二物理竞赛课件：差分放大电路

差分放大电路 差分放大电路 零点温漂问题的解决方案——差动放大电路 直接藕合放大电路的起因 信号变化缓慢 IC中不便制作大电容 直接藕合放大电路的问题——零点漂移 f A O D.C. Amp f A O A.C. Amp 例题 第一级 第二级 +VCC ui uo RB1 RB2 RC1 RE2 T1 T2 RE1 RB3 + + + + C1 C2 C3 CE1 RL RS + _ us 1. 求静态值： 这是一阻容藕合放大电路，第一级为共射放大电路，第二级为共集放大电路，各级静态值可单独计算。 求动态参数 Ib2 • 第一级 第二级 Au1= –1 RC1// RL1 rbe1 • Au = Au1 Au2 • • • • 其中RL1=ri2=RB3//[rbe2+(1+2) (RE2//RL )] Au2 • = Uo • Uo1 • = (1+ 2) (RE2//RL ) rbe2+ (1+ 2) (RE2//RL ) 1 rbe1 Uo • Ib1 • Ib1 • 1 Ui • Us • RC1 RL RB2 RS +  RB1 RB3 rbe2 Ib2 • 2 Uo1 • B1 C1 E1 B2 E2 C2 RE2 输入、输出电阻 ri=ri1=RB1//RB2//rbe1 （1+2） RS//RB3 + rbe ro=ro2= //RE 其中 RS=ro1=RC1 第一级 第二级 ri ro rbe1 Uo • Ib1 • Ib1 • 1 Ui • Us • RC1 RL RB2 RS +  RB1 RB3 rbe2 Ib2 • 2 Uo1 • B1 C1 E1 B2 E2 C2 RE2 Ib2 • RS(ro1) 电路结构 T1 T2 +VCC RC RC uo uo1 uo2 RE VEE ui1 ui2 a b IE E 特点： 结构对称 双入双出 静态分析： UBE+REIE=VEE IE=(VEE－UBE)/RE IC≈IE/2 UCE=VCC+VEE－RCIC－REIE 静态时， ui1= ui2= 0 工作原理 1、抑制漂移 T1 T2 +VCC RC RC uo uo1 uo2 RE VEE ui1 ui2 a b IE E (1) 静态时, ui1 = ui2 = 0 IC1 = IC2 uo = uo1 – uo2 = 0 uo1 = uo2 (2) 温度变化时 ΔIC1 = ΔIC2 uo = Δuo1 – Δuo2 = 0 Δuo1 = Δuo2 靠对称性消除零点漂移! 单端输出时，要减小每个输出的零点漂移! ——依靠RE 当温度↑时， IC1↑ IC2↑ IE↑ UE↑ UBE2↓ UBE1↓ IB2↓ IB1↓ IC2↓ IC1↓ 输入信号 (1) 共模信号 ui1 = ui2 由对称性 Δuo1 = Δuo2 uo = Δuo1 – Δuo2 = 0 AC = uo / ui= 0 ——对共模信号无放大能力 事实上， 温漂——共模信号 T1 T2 +VCC RC RC uo uo1 uo2 RE VEE ui1 ui2 a b IE E (2) 差模信号 ui1 = – ui2 ui1 > 0 iC1↑→ Δuo1 ↓ ui2 < 0 iC1↓→ Δuo1 ↑ uo=Δuo1 – Δuo2= 2Δuo1 由等效电路可知： Δuo1/ui1≈ – βRC /rbe 而 ui= ui1 – ui2 = 2 ui1 ∴Ad = uo/ui =Δuo1/ui1 = – βRC /rbe 与单管共射电路相同 ui 放大倍数如何？ RC Δuo1 rbe ui1 βib ib T1 T2 +VCC RC RC uo uo1 uo2 RE VEE ui1 ui2 a b IE E 对于差模信号，E点接地 (3) 比较信号 ui1、ui2 任意 uo= Ad (ui1 – ui2) 放大的是输入信号的差 ——差动AMP 对于任意的ui1、ui2有： uc= ui1+ui2 2 ud= ui1 – ui2 2 如 ui1= 4V， ui2= 8V 则 uc= 6V， ud= ±2V 当 uc单独作用时， uo= 0 当 ud单独作用时， uo= 2 Adud= Ad(ui1 – ui2) 差动AMP常用于自控中 T1 T2 +VCC RC RC uo uo1 uo2 RE VEE ui1 ui2 a b IE E (4) 共模拟制比CMRR CMRR= Ad AC CMRR= 20lg Ad AC 或 (dB) 理想电路 1.问题的提出 对于共模信号 ∴ IC1=IC2=I