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,广泛用于集成电路的输入级,是另一类基本放大器。 差分放大器 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 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL 采用正负双电源供电:VCC =|VEE|。 两个接Re1、2的共E背靠背。 4.4.1 电路结构 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; 改进后的电路,又叫射极耦合差动放大电路或长尾电路。 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 Re1和Re2使电路的放大能力变差。 改进:将Re1和Re2合二为一(REE),如前图所示。 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 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: 4.4 差分放大器 P176:差分放大器电路的其它结构。 1、一对组合管:题4—39 2、一对FET管:题4—40、41 3、各种有源电阻:P203图——RC P182图——REE 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 因电路采用正负双电源供电,则VBQ1=VBQ2 0 令 vi1 =vi2=0,画出电路直流通路。 因此 (4-4-1) (4-4-2) 由基极回路: 一、差模信号和共模信号 4.4.2 电路性能特点 差模信号:指大小相等、极性相反的一对信号。 表示为 vi1 = -vi2 = 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 vi1 = vi2 = vic 共模输入电压 vic = (vi1 + vi2 ) / 2 一对任意信号: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 (4-4-4) (4-4-3) (4-4-5) (4-4-5) $