2022-2023学年高二物理竞赛课件：具有电恒流源的差分放大电路的工作原理

具有电恒流源的差分放大电路的工作原理 采用电恒流源的差分放大器 其中 很大 提高共模抑制比电路的原理(改进型差放) 静态Q稳定 用电流源代替电阻REE，可解决Q点和共模抑制比之间矛盾。 具有电恒流源的差分放大电路的工作原理 T1 VCC vi1 vo VEE vi2 RC RC T2 R1 R2 R3 T3 （定值） 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 结论：选直流电阻很小、交流等效电阻RO很大的电路。这样，静态时VEE可小；动态时（负反馈越强），AVC1却越小，使KCMR很大。 普通差放存在的问题： REE  （1）如保持T1、T2两管ICQ一定值，则IEE一定（gm一定）且VEE一定VCEQ输出动态范围 （2）如提高VEE，这有困难。设VBQ1=VBQ20 （3）如VEE 一定IEE Q点降低输出动态范围，gm 提高IEE（即增大gm）、或增大REE 才提高KCMR KCMR  抑制零点漂移能力负反馈越强。 (2-5-4)、(2-5-7) 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 视Re→∞求性能参数，即AVC=0，KCMRR→∞。 将恒流源电路用恒流源符号表示的电路如图所示。 解：若I2>>IB3 则 I1≈I2 若 （定值） 分析：题4—38 ui1 V1 +VCC V2 RC uo ui2 RC VEE I0 P77 双端输出时 单端输出时 任意输入时，输出信号的计算： 其中 其中 五、合成输出信号 (4-4-21) (4-4-22) 总输出电压： Vo仅与（vi1-vi2）的差值多少有关。 P183，应用举例： 例1：医学的心电图仪。有用：不同部位间电位差=差模；干扰：各部位上电位值的平均值=共模。 例2：高温炉的温控系统。有用：实际炉温与设定炉温的差值=差模，去温控；干扰：实际炉温、设定炉温的电量平均值=共模。 例3：差放的两半电路完全对称，温度变化（温漂）及其它干扰因素都等效成共模输入信号,且对两半电路的Q点都有完全相同的等量影响和作用。 在Vic作用下，如果Voc=0 或Avc=0，说明差放有效抑制了因温度变化等引起的零漂。 解： T1 VCC REE vi vo VEE RC RC T2 RL 22.6k 10k 10k (12V) (-12V) （1）分析Q点 （2）分析Avd2 、Avc2 由于 则右 （3）计算vo 由于 则 vi=20sint (mV) (4-4-18) (4-4-12) (4-4-21) P183例：图示电路，已知 =100，vi=20sint（mV），求vo 理论上Avc=0， 但实际上差分放大器，两个半电路不能做到完全对称。 即不能完全抑制零漂。可能仍会有不大的Voc，一般Avc＜＜1 。 4.4.3 电路两边不对称对性能的影响 T1、T2两管集电极电阻RC不相等； 或T1、T2两管的 及VBE(on)不对称。 例如 产生运算误差。 一、双端输出时的KCMR 理想情况 实际情况 由于 则 因此 4.4.3 电路两边不对称对性能的影响 由两管参数不对称（如VBE(on)、IS、RC不等）引起失调。 二、失调及其温漂 1、输入失调电压VIO T1 T2 实际差放 + - VO0 零输入时 等效为 理想差放 + - VO VIO + - 从等效的观点看： VIO就是使VO=0时，在实际差放输入端所加的补尝电压。 失调电压 VIO产生原因： 两管不等，造成 ICQ1 ICQ2 2、输入失调电流IIO 从等效的观点看： IIO就是使ICQ1= ICQ2时，在实际差放输入端所加的补尝电流。 失调电流 IIO产生原因： T1 VCC REE VEE RC RC T2 RS RS IBQ1 IBQ2 若取 则 3、失调模型 T1 T2 - + IB IB IIO 2 IIO 2 VIO RS RS 总输入失调电压 当RS较大时： 当RS较小时： 失调以IIO为主，为减小VIO ，应选IIO小的差放。 失调以VIO为主，为减小VIO，应选VIO小的差放； $