《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 模拟集成基本单元电路（3.3.2）共射差放理想对称时的大信号特性

3.3.2共射差放理想对称时的大信号特性休息1休息2 右图所示电路,如果设,UA=∞(即忽略基区调宽效应) 则有 uBE =Is expUT E C ∴ee=e1+2 Rc Rc RL =Is exp UBEL+Isexp uBE2 cI Ur Ur T2 exp" (+"Ur UBE2-UBEI UBEN U E uBE2 Rh IEI IE Rb Ur uid =MiI-"=( +VE )-UBE2+ ui2 E =UBEI-UBE2 Rm=r em-To3 ic2≈aE2= ee I+ c2 icI ee Ur 1/2I ee =aEr ee + → T 返回 2U1 4U1 Wid

u ui2 i1 EC Ee Rem=ro3 ( ) T BE2 BE1 T BE1 s T BE2 s T BE1 s U u u 1 exp U u I exp U u I exp U u I exp − = + = + 3.3.2 共射差放理想对称时的大信号特性 右图所示电路，如果设,UA=∞ (即忽略基区调宽效应) ：          − + = = +  =  T i d ee c1 E1 T i d ee c2 E2 U u 1 exp I i i U u 1 exp I i i   Iee uid 1/2Iee iC1 iC2 2UT 4UT iC IE1 IE2 uBE1 uBE2 Iee ic1 ic1 ee E1 E2 T BE E s I I I U u i I exp  = + = 则有 ( ) ( ) BE1 BE 2 i d i1 i2 BE1 E BE 2 E u u u u u u U u U = − = − = + − + UE 休息1 休息2 返回

3.3.2共射差放理想对称时的大信号特性 休息1休息2 分析:(1)当=12=0时,ir=i2=lcr=lC2 (静态工作点) 1/lee (2)ir=fub,ic(u以纵轴对称 且总有icr+ic2=la (射极恒流) 1/2L (3)线性范围 UrU (4)传输跨导: i 12U 4UT (斜率)8ms g ( id id id 单端输出: gms max= El 2 U T 双端输出:{mBmx=28 (等于单管共射电路的跨导gm) 返回

Iee uid 1/2Iee iC1 iC2 2UT 4UT iC （4）传输跨导： （斜率） v 0 id c mmax id c m i d du di g du di g =  = = 单端输出： T E 1 vid 0 i d c1 ms max U I 2 1 du di g = = = 双端输出： T E1 mB max ms max U I g = 2g = （等于单管共射电路的跨导 gm） 分析：（1）当 ui1=ui2=0 时，iC1=iC2=IC1=IC2 （静态工作点） =1/2Iee （3）线性范围 －UT～UT （2）iCi=f(uid) , iC2=f(uid) 以纵轴对称 且总有 iC1+iC2=Iee （射极恒流） 3.3.2 共射差放理想对称时的大信号特性 休息1 休息2 返回

3.3.2共射差放理想对称时的大信号特性 (5)u超过士4Ur时,差放具有良 好的限幅特性一一应用广泛(在 12L 非线性电路中) (6)在射极接入负反馈电阻Ra能 2UT YUT 扩展线性动态范围,线性动态 E 范围的扩展量等于Rale Re r ●n「 返回电路仿真 Raro

u ui2 i1 EC Ee Rem=ro3 Iee uid 1/2Iee iC1 iC2 2UT 4UT i （ C 5）uid 超过±4UT 时，差放具有良 好的限幅特性――应用广泛（在 非线性电路中） （6） 在射极接入负反馈电阻 Re ,能 扩展线性动态范围，线性动态 范围的扩展量等于 Re Iee. Re Re 电路仿真 3.3.2 共射差放理想对称时的大信号特性 返回

3.3.3基本共射差放理想对称时的微变等效分析 电路仿真 1.低频差模特性 l;n≠O,u2=0(单纯差模输入状态) RL iI i2 L 2 2 l;1→T1→Air→Aia1 AL l2→T2→-Ac2→-Ai2 Rb 2 ∠ EE 且有A er=-团 'e 2 12 il E e AE=0→Rm上的差模电压为零 R ∴AUE=0 i如果差放电路对称, 在单纯差模输入时, Rc 1/2RL _ 1/2RL lol=-lo2y 所以R中心处的电位为零。甲h

ui1 ui2 uod Rem=ro3 ui1 ui2 EC Ee uo1 uo2 Iee 3.3.3 基本共射差放理想对称时的微变等效分析 １． 低频差模特性 u 0 ,u 0 i d  i c = （单纯差模输入状态） ii : 如果差放电路对称， 在单纯差模输入时， uo1=-uo2, 所以 RL 中心处的电位为零。 ΔUEE EE I i :  ui 1 = − ui 2    → → − → − → → → i 2 2 c 2 e 2 i 1 1 c 1 e 1 u T i i u T i i     且有 e 1 e 2 i = −i I EE = 0 → Rem 上的差模电压为零 U 0   EE = c1 i c 2 i Δie1 Δie2 电路仿真 ui1 ui2 返回

1。低频差模特性 E Rc R (1)单纯差模输入时的差模等效电路 L u T1 T2 (2)半边差模微变等效电路。 化=4r42=20m1m=-mb面 Mi2 d=-=r v1=-2 R (3)差模电压增益: U 2u T2 ud I 1/2RI 2 12 iI l L 结论:差放双端输出增益 A=差模半边等效电路的增益An 1/2RLI hie Rc il hfe. ib lu 休息1休息2返回电路仿真

ui1 + uo1 - ui1 ui2 uod ud 1 i 1 0 1 id od ud A 2u 2u u u A = = = 1. 低频差模特性 (1) 单纯差模输入时的差模等效电路 (2) 半边差模微变等效电路。 id i1 i2 i1 od 01 02 01 u u u 2u u u u 2u = − =  = − = i1 i2 01 02 v v u v =− =− (3) 差模电压增益： 结论：差放双端输出增益 Aud=差模半边等效电路的增益 Aud1 休息1休息2 电路仿真 Rem=ro3 ui1 ui2 EC Ee uo1 uo2 Iee + uod - 返回

Rb Hui, I a e R AT1 R T2 lil u 12 hie hfe.it 1/2RL Re≠0时 R her Ro+hie+(+hfe 电路仿真 i单端输出时的差模增益:4n=2“=1Aad 单端输出时的差模增益是双端输出时的一半左边输出反相 休息1休息2返回 右边输出同相

ui1 + uo1 - ui1 ui2 （4） 差模电压增益的讨论： uod i : b i e fe L b i e ' fe ce L ud ud1 R h h R R h h (r //R ) A A Re 0 +  − + = =− = （忽略 rec , RL ’ =Rc // 1/2RL） ii : Re 0 时 ( ) b ie fe e fe L ud R h 1 h R h R A + + +  = − iii: 单端输出时的差模增益： u d id o d u d 1 A 2 1 u u 2 1 A = = 单端输出时的差模增益是双端输出时的一半. 左边输出反相 右边输出同相 Re 电路仿真 Re 休息1休息2 Re Re EC -Ee ui1 ui2 Iee 返回

(4)差模电压增益的讨论: 日差模输入电阻: 双端、单端输出相同: Mid d 当R。=0时81=乙=3+%n) Rb 当R却时R=1+2+(+B)] id R士R v:差模输出电阻Rn id 双端输出:Rnm=84=2(∥n)=2:11m T1 单端输出:Rad≈Rc L 注意:以上分析完全运用于单端输入状态 R 返回

ui1 ui2 iv: 差模输入电阻： 双端、单端输出相同： 当 Re = 0 时 ( ) b i e i d i d i d 2 R h i u R = = + 当Re 0 时 ( ( )  Rid =2Rb +hie+ 1+ Re V：差模输出电阻 Rod 双端输出： ( ) C ce c od od od 2 R // r 2R i u R = =  单端输出： Rod  RC 注意：以上分析完全运用于单端输入状态 （4） 差模电压增益的讨论： i id Rid i id Rid Rod Rod 返回

2低频共模特性: Ec 单纯共模输入状态: Rc ui=u2=uic, uid=0 uocllAie loc2 ∠i Cl→Alel T1 HEE ll→T2→Aie2→hie2 →4le=4in+Aia2=2Aie →WE=2 Ai R=Li2Rcm R (1)共模等效电路 由于umcr=lle2=uoc 2 所以流过RL的电流=0,R1开路 MEE A.∠E EE 2R 12R 休息1休息2 电路饼返回

uic uic uoc1 uoc2 2Rem 2Rem Rem=ro3 ui1 ui2 EC Ee Iee 2 低频共模特性： 单纯共模输入状态： ui1 =ui2 =uic ,uid =0 EE e c m e c m e e e 1 e 2 e ic 2 c 2 e 2 ic 1 C 1 e 1 u 2 i R i 2 R I i i 2 i u T i i u T i i           → = =       = + = → → → → → → e 2i uEE （1） 共模等效电路 由于 uoc1=uoc2=u0 C 所以流过 RL的电流＝0，RL开路 e i e i c1 i c 2 i 电路仿真 uEE uEE 休息1 休息2 uoc1 uoc2 uic uic 返回

2低频共模特性: (2)共模半边等效电路 2 (3)单端输出的共模电压增益(Auc)。rrJ,"mrn T2 定义:4uCn=uoe/uic aRes 2R (共模输入,单端输出) F,+ie+(+B Rem 2R (4)双端输出的共模电压增益(Anc) 当电路理想对称时 Rc locl 2R Auc=(uocl-Woc2)/uic=0 (差动放大器对共模输入信号具有抑 电路仿真 制能力,可以看出双端输出时,电路 越对称,共模抑制能力越强) 返回休息1体息2

uic 2Rem uic uic uoc1 uoc2 2Rem 2Rem 2 低频共模特性： (2) 共模半边等效电路 (3) 单端输出的共模电压增益（AuC1） 定义：AuC1＝ uoc1 / uic （共模输入，单端输出） ( ) cm c b i e cm fe c uc1 2R R R h 1 2R h R A  − + + + − =  当电路理想对称时 Auc=(uoc1 -uoc2) / uic=0 （差动放大器对共模输入信号具有抑 制能力，可以看出双端输出时，电路 越对称，共模抑制能力越强） 休息1 休息2 电路仿真 uoc1- uoc2 + _ uoc1 （4） 双端输出的共模电压增益（AuC） 返回

2低频共模特性: Rb (4)共模输入电阻: hfeibrce 单 hie ic =R+h+(+B)2Rm≈2BRmn 2R (忽略了re的作用) R ic单 R cl Rx=12Ric单 E (5)共模输出电阻 RL OcI C T2 →Rn=2R R oc2 C ee Es 休息1休息2返回 双

uic Iee EC Ee 2Rem uic 2 低频共模特性： （4） 共模输入电阻： ( ) b i e c m c m i c i c i c R h 1 2R 2 R i u R = + + +    单 = （忽略了 rce 的作用） Ric 双=1/2Ric 单 （5） 共模输出电阻 0C C 0C 2 C 0c1 C R 2R R R R R  =      i ic Ric单 Ric双 Roc1 Roc双 休息1 休息2 返回