河南大学：《模拟电子技术基础》课程PPT教学课件（信号与系统）ch6.2 差分式放大电路

62差分式放大电路 62.0概述 直接耦合放大电路 ●零点漂移 差分式放大电路中的一般概念 62.1基本差分式放大电路 ●电路组成及工作原理●抑制零点漂移原理 ●主要指标计算 ●几种方式指标比较 622FET差分式放大电路 623差分式放大电路的传输特性 Hoiv配

6.2 差分式放大电路 • 直接耦合放大电路 • 零点漂移 • 电路组成及工作原理 • 抑制零点漂移原理 6.2.0 概述 6.2.1 基本差分式放大电路 6.2.2 FET差分式放大电路 6.2.3 差分式放大电路的传输特性 • 差分式放大电路中的一般概念 • 主要指标计算 • 几种方式指标比较

620概述 1.直接耦合放大电路 +V 可以放大直流信号 CC R e2 #为什么一般的集成运 T3 算放大器都要采用直接 耦合方式? ① 2电源电压波动 R R 31 的也是原因之 零漂:输,路时,输 直接耦合放大电路 出有缓慢变化的电压产生 主要原因:温度变化引起,也称温漂。 温漂指标:温度每升高1度时,输出漂移电压按电压增益 折算到输入端的等效输入漂移电压值 Hoiv配 BACKNEXT

6.2.0 概述 1. 直接耦合放大电路 可以放大直流信号 2.直接耦合放大电路 的零点漂移 零漂： 主要原因： 温漂指标： # 为什么一般的集成运 算放大器都要采用直接 耦合方式？ 温度变化引起，也称温漂。 输入短路时，输 出仍有缓慢变化的电压产生。 温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益 折算到输入端的等效输入漂移电压值。 电源电压波动 也是原因之一

例如 漂移 漂移 10mV+100uV 1 V+10 mv Vcc 假设 100 Ro A2=100,A3=1。 若第一级漂了100uV, ① 则输出漂移1V。 rez Po 漂了100uV 若第二级也漂 了100uV, 直接耦合放大电 漂移 1V+10 mV 则输出漂移10mV。第一级是关键 3.减小零漂的措施 原考题 用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如“斩波稳零放大器” Hoiv配 采用差分式放大电路 BACKNEXT

例如 = 100, AV1 若第一级漂了100 uV， 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂 了100 uV， 则输出漂移 10 mV。 假设 第一级是关键 AV2 = 100, AV3 = 1 。 3. 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如“斩波稳零放大器” 采用差分式放大电路 漂了 100 uV 漂移 10 mV+100 uV 漂移 1 V+ 10 mV 漂移 1 V+ 10 mV （思考题）

4.差分式放大电路中的一般概念 差放 差模信号输出 共模信号 2 共模信号输出 差放 压增益 VD A=v共模电压增益 差模等效输入方式 VC 总输出电压p=p+p"=A 差放 根据1、2两式又有 VD 共模等效输入方式 CMR 共模抑制 Hoiv配 VC BACKNEXT

共模抑制比 反映抑制零漂能力的指标 4. 差分式放大电路中的一般概念 根据1、2两式又有 差分式放大电路输入输出结构示意图 + - vi1 + - vi2 + - vo1 差放 vo2 + - + - vid + - vo id = i1 i2 v v − v 差模信号 ( ) 2 1 ic = i1 i2 v v + v 共模信号 id o VD = v v A  差模电压增益 ic o VC = v v A  共模电压增益 2 = id i1 ic v v v + 2 = id i2 ic v v v − 总输出电压 o = o o VD id VC ic v v + v = A v + A v 差模等效输入方式 差放 + - vid + 差放 - vid (a) (b) 共模等效输入方式 + 差放 - vic 差模信号输出 共模信号输出 VC VD CMR = A A K

621基本差分式放大电路 电路组成及工作原理 +y 静态 CI CEI CE2 E CC ICRC-Ve CC ICRc-(-0.7) C 图622基本差分式放大屯路 BI 三1B1 1 B Hoiv配 BACKNEXT

6.2.1 基本差分式放大电路 1. 电路组成及工作原理 静态 C1 C2 C 0 2 1 I = I = I = I VCE1 =VCE2 =VCC − ( 0.7) =VCC − I C RC − − I C RC − VE  C B 1 B 1 I I = I =

1.电路组成及工作原理 动态仅输入差模信号,v1和v大小相等,相位相反 v和va2大小相等,相位相反。v=v-v2≠0, 信号被放大。 d ra 12 6 图622基本差分式放大屯路 Hoiv配 BACKNEXT

动态 仅输入差模信号， i1 i2 v 和 v 大小相等，相位相反。 c1 c2 v 和 v 大小相等， vo = vc 1 − vc 2  0 ， 信号被放大。 相位相反。 1. 电路组成及工作原理

2.抑制零点漂移 温度变 零点源移 化和电源电 cl R2 压波动,都 将使集电极 电流产生变 化。且变化 趋势是相同 图62基本差分式放大电路 的,其效果相当于在两个输入端加入了共模信号 差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。 Hoiv配 BACKNEXT

2. 抑制零点漂移 温 度 变 化和电源电 压波动，都 将使集电极 电流产生变 化。且变化 趋势是相同 的， 差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用。 其效果相当于在两个输入端加入了共模信号

3.主要指标计算 (双入、双出交流通路) (1)差模电压增益 双入、双出 R Ic2 +C2 D RIV 2v 1三n/2 三-1/2 2Y iI 接入f以双倍的元器件换R1) 图623基本差分式放大电略的交流通略 取抑制零漂的能力 双入、单出Dn BR 2 VD 2 Hoiv配 接入负载时A B(R∥R) VD 2 BACKNEXT

3. 主要指标计算 （1）差模电压增益 = id o VD = v v A i1 i2 o1 o2 v v v v − − 接入负载时 （双入、双出交流通路） 双入、单出 i1 o1 2 2 v v = be c r R = − be c L VD ) 2 1 ( // = r R R A  − 以双倍的元器件换 取抑制零漂的能力 双入、双出 = id o1 VD1 = v v A i1 o1 2v v VD 2 1 = A be c 2r R = − 接入负载时 be c L VD 2 ( // ) = r R R A  −

3.主要指标计算 (1)差模电压增益 Q+Ⅴcc 单端输入 r>>r 等效于双端输入 T T 指标计算 1 VE 与双端输入相 rt 同入 VEE 图622基本差分式放大电略 Hoiv配 BACKNEXT

3. 主要指标计算 （1）差模电压增益 单端输入 o e r  r 等效于双端输入 指标计算 与双端输入相 同入

(2)共模电压增益 双端输出 +Ⅴcc 共模信号的输入使两管 R R 集电极电压有相同的变化。 icl ic2 所以 ocl v,≈0 VE 共模增益Ac=-≈0 单端输出 EE 图622基本差分式放大电路 ocl VCI R R r+(1+B)2r2 r↑→ VCI 抑制零漂能力增强 Hoiv配 BACKNEXT

（2）共模电压增益 双端输出 共模信号的输入使两管 集电极电压有相同的变化。 所以 voc = voc1 − voc2  0 0 ic oc VC =  v v 共模增益 A 单端输出 ic oc1 VC1 v v A = 抑制零漂能力增强 ic oc2 v v = be o c r (1 )2r R   + + − = o c 2r R  − ro → AVC1 