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
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
1 0 0,=V1A
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
。 1= 1 0 0,= V3V2 AA
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 )
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
i2i1id = vvv?
差模信号
)(21= i2i1ic vvv?
共模信号
id
o
VD = v
vA?
差模电压增益
ic
o
VC = v
vA
共模电压增益
2=
id
ici1
vvv?
2=
id
ici2
vvv?
总输出电压
icVCidVDooo = vAvAvvv
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
C M R = A
AK
6.2.1 基本差分式放大电路
1,电路组成及工作原理静态
0CC2C1 2
1= IIII
CE 2CE 1 = VV
CCV
)7.0(CCCC RIV
CC RI EV
C
B1B1
III
动态 仅输入差模信号,
i2i1 vv 和大小相等,相位相反。
c2c1 vv 和大小相等,,0
c2c1o vvv
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 。
2,抑制零点漂移由此看出,温度升高时,引起两集电极电流增加,使得流过 Re上的电流增加,发射极电位上升,从而限制了集电极电流的增加 。 这一过程类似于分压式射极偏置电路的温度稳定过程 。 所以,即使电路处于单端输出方式时,仍有较强的抑制零漂能力 。
另一方面
3,主要指标计算
( 1)差模电压增益
id
o
VD = v
vA
i2i1
o2o1
vv
vv
接入负载时
( 双入,双出交流通路 )
<B> 双入,单出
i1
o1
2
2
v
v?
be
c
r
R
be
Lc
VD
)
2
1
//(
=
r
RR
A
以双倍的元器件换取抑制零漂的能力
<A> 双入,双出
id
o1
VD1 = v
vA
i1
o1
2v
v
VD2
1 A?
be
c
2r
R
接入负载时
be
Lc
VD 2
)//(=
r
RRA
3,主要指标计算
( 1)差模电压增益
<C> 单端输入
eo rr
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
<A> 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 0
o c 2o c 1oc vvv
0
ic
oc
VC v
vA共模增益
<B> 单端输出
ic
o c1
VC1 v
vA?
抑制零漂能力增强
ic
oc2
v
v?
obe
c
2)1( rr
R


o
c
2r
R or?VC1A
( 3)共模抑制比
VC
VD
C M R A
AK? dB lg20
VC
VD
C M R A
AK?
双端输出,理想情况
C MRK?
单端输出
C MRK
VC1
VD1
A
A
be
o
r
r
越大,C M RK
抑制零漂能力 越强单端输出时的总输出电压
)1(
idC M R
ic
idVD1o1 vK
vvAv
( 4)频率响应高频响应与共射电路相同,低频可放大直流信号 。
VDA
4,几种方式指标比较
VCA
CMRK
be
Lc )2
1//(
r
RR?
be
Lc
2
)//(
r
RR
be
Lc )2
1//(
r
RR?
be
Lc
2
)//(
r
RR
0?
o
Lc
2
//
r
RR 0?
o
Lc
2
//
r
RR

be
o
r
r
be
o
r
r
输出方式 双出 单出 双出 单出
idR
icR
oR
4,几种方式指标比较输出方式 双出 单出 双出 单出
be2r be2r
]2)1([21 obe rr ]2)1([21 obe rr
c2R cR c2R cR
( 思考题 )
(4)当输出接一 12k?负载时的电压增益,
解:
求,
mA1)V12(0
c3
C3?

RI
V9)V12(0 e3E3E3C3C E 3 RIVVV
+ 12
+
-
v o
- 12
R c1 R
c2
T 2 T
1
R e1
i C1 i C2
+
-
v id
T 3
R b1
i E
R e2
R b2
R c3
R e3 i
E3
1k?
1k?
10k? 10k? 3k?
12k?
10k?
R i2

。时,当
,,
均为硅管,、、
V00
8050
TTT
Oi
321
321


vv

mV5)3(;)2(;
)1(
Oi
V2VD2V
e2
C E 2C E 3EC23C


vv
AAA
R
VVIII
时,当的值及
、、、、
(1)静态
k3.2mV26)1(200
E3
3b e 3 Ir?
(2)电压增益
+ 12
+
-
v o
- 12
R c1 R
c2
T 2 T
1
R e1
i C1 i C2
+
-
v id
T 3
R b1
i E
R e2
R b2
R c3
R e3 i
E3
1k?
1k?
10k? 10k? 3k?
12k?
10k?
R i2
mA37.0
c2
B E 3e3E3
C2?

R
VRII
V9
)7.0(1037.012
V12 E2c2C2C E 2

VRIV
mA74.022 C2E2E III



k2.5
74.0
121074.07.0
)12(
E
e1EE
e2
I
RIV
R
k78.3mV26)1(200
E2
2b e 2 Ir?


k3.245
)1( e33b e 3i2 RrR?
(3)
+ 12
+
-
v o
- 12
R c1 R
c2
T 2 T
1
R e1
i C1 i C2
+
-
v id
T 3
R b1
i E
R e2
R b2
R c3
R e3 i
E3
1k?
1k?
10k? 10k? 3k?
12k?
10k?
R i2
50)(2 )//(
b1be
i2c22
V D 2 Rr
RRA?
9.3
)1(
)//(
e33be
L3c3
V2



Rr
RR
A
1 9 5V2VD2V AAA
V98.0105195 3iVOvAv
(4) 时 k12
LR 95.1
)1(
)//(
e33be
L3c3
V2 Rr
RRA
5.97V2V D 2V AAA
与共源电路相同
id
o2
VD2 v
vA?
6.2.2 FET差分式放大电路
1,电路组成
2,差模增益
dm2
1 Rg
3,差模输入电阻
g1id RR?
M 1
end
6.2.3 差分式放大电路的传输特性
)( idC1 vfi? )( idC2 vfi? 图中纵坐标为 0C1 / Ii