2022-2023学年高二物理竞赛课件：差分放大电路的工作情况

差分放大电路的工作情况 差分放大电路的工作情况 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。 差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。 差动放大原理电路 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 两个输入、两个输出 两管静态工作点相同 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 1. 零点漂移的抑制 uo= VC1 － VC2 = 0 uo= (VC1 + VC1 ) － (VC2 +  VC2 ) = 0 静态时，ui1 = ui2 = 0 当温度升高时ICVC （两管变化量相等） 对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 2. 有信号输入时的工作情况 两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。 (1) 共模信号 ui1 = ui2　大小相等、极性相同 差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。 +UCC uo RC RB2 T1 RB1 RC RB2 RB1 + – ui1 ui2 + + – – T2 + – + – + – + – + – + – 共模信号 需要抑制 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 2. 有信号输入时的工作情况 两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化， (2) 差模信号 ui1 = – ui2　大小相等、极性相反 uo= (VC1－VC1 )－(VC2 + VC１ ) =－2 VC1 即对差模信号有放大能力。 + – + – + – + – + – + – 差模信号 是有用信号 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 (3) 比较输入 ui1 、ui2 大小和极性是任意的。 一对比较信号ui1 、ui2 可以看成是一对共模信号和一对差模信号的叠加。 式中 放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号—差分 放大电路。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 (3) 比较输入 ui1 、ui2 大小和极性是任意的。 例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV － 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV － 2 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV 共模信号 差模信号 放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号—差动 放大电路。 这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 （Common Mode Rejection Ratio) 全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。 差模放大倍数 共模放大倍数 KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。 3. 共模抑制比 共模抑制比 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac = 0 输出电压 uo = Ad （ui1 － ui2 ） = Ad uid 若电路不完全对称，则 Ac 0， 实际输出电压 uo = Ac uic + Ad uid 即共模信号对输出有影响 。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 15. 7. 2 典型差分放大电路 +UCC uo ui1 RC RP T1 RB RC ui2 RE RB + + + – – – T2 EE + – RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。 EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 动态分析 +UCC uo ui1 RC RP T1 RB RC ui2 RE RB + + + – – – T2 UEE + – 对于差模信号ui1= -ui2 发射极RE上的电流 不随信号变化 在发射极长尾电阻上没有信号电流。 RE对差模信号不起反馈作用 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 UCE3 IC3 Q rce3  1M T3 : 放大区 恒流源 IB3 Uce3 uCE iC +VCC -EE R