2022-2023学年高二物理竞赛课件：差分放大器

差分放大器 学习目标：1、熟悉差分放大电路的结构和特点、抑制零点漂移的工作原理。 2、掌握差模信号、共模信号、差模电压增益、共模电压增益和共模抑制比等基本概念。 3、掌握差分放大电路的静态、动态指标的计算（分析方法）。 学习重点：差分电路抑制零漂的原理和差 模电压放大倍数的计算。 差分放大器 差分放大器具有抑制零点漂移的作用，广泛用于集成电路输入级，是另一类基本放大器。 4.4 差分放大器 4.3.1 电路结构 由两个完全对称的共发电路，经射极电阻REE耦合而成。 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL T1 + - + - VCC REE vi1 vo1 VEE + - vi2 RC RC T2 RL 采用正负双电源供电：VCC =|VEE|，即：等值反相。 两个接Re1、 Re2的共E，背靠背。 具有两种输入方式：双端输入、单端输入。 特点：两个输入端：vi1、vi2； 新:双端输入——vi从两输入端(B极)同时加信号。 单端输入——vi仅从某个输入端(B极)对地加信号。 说明 REE使电路的放大倍数下降。 共E中，将Re1和Re2合二为一(REE)叫射极耦合差动放大电路。 改进后，有REE，VEE叫长尾式差动放大电路。 4.3.1 电路结构 具有两种输出方式：双端输出、单端输出(书上!)。 两个输出端。 双端输出——vO从C1和C2输出。 单端输出——vO从C1或C2对地输出。 今后分析差分放大电路时，均假设电路参数理想对称。 特点 4.3.1 电路结构 差分放大电路的四种接法： ①双入双出电路； ②双入单出电路； ③单入双出电路； ④单入单出电路。 小 结 差放电路四种接法的形式： 抑制零漂的原理 静态时，vi1=0 ，即输入端①和②短接。因两管特性相同，当温度或其他外界条件变化时，两管的ICQ1和ICQ2的变化规律始终相同，即两管的VCQ1、VCQ2始终相等， VOQ=VCQ1-VCQ2≡0，消除了零漂。 实际：两个特性相同的管子采用“差分对管”，两半电路中对应的电阻用电桥精密选配，可保证阻值对称，精度满足要求。 结论：但即使有这些措施，差放电路仍不能完全对称，即：零漂不可能完全消除，只能被抑制到很小。 稳定Q点，即减小ICQ的变化；抑制零漂即减小ICQ的变化。 估算静态Q点：设电路参数理想对称，即 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL T1 VCC REE VEE RC RC T2 IEE ICQ1 ICQ2 4.3 差分放大器 令 vi1 =vi2=0，画出电路直流通路。 因电路采用正负双电源供电，则VBQ1=VBQ20 因此 (4-3-3) (4-3-1) 由基极回路： (4-3-2) 4.3 差分放大器 4.3 差分放大器 P191:差分放大器电路的其它结构。 1、一对组合管：题4—43 2、一对BJT管：题4—37、38、39、44 3、各种有源电阻：P216图(a)(b)——RC P196图4-3-6——REE 一、差模信号和共模信号 4.3.2 性能特点 差模信号：指大小相等、极性相反的一对信号。 表示为 vid1 = -vid2 = vid / 2 差模输入电压 vid = vi1 - vi2 共模信号：指大小相等、极性相同的一对信号。 表示为 vic1 = vic2 = vic 共模输入电压 vic = (vi1 + vi2 ) / 2 两个任意信号：均可分解为(一对)差模信号与(一对)共模信号之代数和。 vi1=(vi1+vi2)/2+(vi1-vi2)/2=vic+ vid / 2 vi2=(vi1+vi2)/2－(vi1-vi2)/2=vic－vid / 2 即 (4-3-4) (4-3-5) (4-3-5) $