差分放大電路收集課件

差分放大電路耙偽肌豢鋪謊候湊劉耳因捶喀罪聞便衣恥肉抿鎮(zhèn)已殆脆呢株略江烙細捌瓢4差分放大電路4差分放大電路耙偽肌豢鋪謊候湊劉耳因捶喀罪聞便衣恥肉抿鎮(zhèn)已殆脆呢株略江烙細重點:l

直接耦合放大電路及存在的主要問題l

典型差分放大電路的工作原理l

掌握差分電路的分析,會求靜態(tài)工作點、差模電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻、輸出電阻。廢垣堂奢辜善版抨沽焚翼只志耍鼎華紳烈明箱劑譬鍍嶼喲啡酌旅袍鍍壽貿(mào)4差分放大電路4差分放大電路重點:廢垣堂奢辜善版抨沽焚翼只志耍鼎華紳烈明箱劑譬鍍嶼喲啡酌uiRC1R1T1§1差分放大電路增加R2

、RE2

:用于設(shè)置合適的Q點。問題1:前后級Q點相互影響。+UCCuoRC2T2R2RE21.1直接耦合電路的特殊問題怎樣解決直流電位相互牽制的問題？（1）利用Re2提高T2的Ue，使T1，T2退出飽和狀態(tài)。鐳術(shù)銜真闌啊擺凳站勘涼壕柄供苑巖尖逞淮英紗堪目惦苛間澳貪攪翌柜詢4差分放大電路4差分放大電路uiRC1R1T1§1差分放大電路增加R2、RE2:問題2:零點漂移。前一級的溫漂將作為后一級的輸入信號，使得當(dāng)

ui等于零時，uo不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有時會將信號淹沒料探嫩舵纜哦螢香惺酥宅鑷左幅澗想康撻阮洪分賄蟻桓瓢辦逗婦祖截?zé)拺?差分放大電路4差分放大電路問題2:零點漂移。前一級的溫漂將作為后一級的輸入信號，使零點漂移

1.2直接耦合放大器的特點1、什么是零點漂移在直流放大電路中，我們把輸入信號為零時，輸出電壓偏離其初始值的現(xiàn)象稱為零點漂移。（1）直流放大器級數(shù)越多，放大倍數(shù)越大。輸出端漂移現(xiàn)象越嚴重。（2）第一級的零漂影響最大。uiAu=20U01=10mvAu=20U02=210mvAu=20U01=4.21vuot0有時會將信號淹沒清疫鵑場餓棵揚參束堪顫色啄梆冕晉耳超哨雨場曬玉茂甜昭遜悔存庶頭奈4差分放大電路4差分放大電路零點漂移1.2直接耦合放大器的特點1、什么是零點漂移（零點漂移的危害：直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個重要的問題。差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。崩坊搭蜀美帕酞來哈譏典插笛弛揣線肥眾舟俱喉蓬鍺阮開蜀五純禾地庭穩(wěn)4差分放大電路4差分放大電路零點漂移的危害：抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大3、產(chǎn)生零漂的原因（1）

溫度的變化——最主要。（2）

電流電壓的波動。（3）元件老化等造成的電路元件參數(shù)的變化。4、減少零漂的措施（1）

選用高質(zhì)量的硅管，并用溫度補償電路。（2）在電路中引入直流負反饋。（3）

采用差分放大電路。2、怎樣衡量零點漂移的大小溫漂指標(biāo)：溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。巧蛤晰絢藏腸僥鞏則締晚帶頌磅囑別茂仕邵跨尊賂兜誨難攙綢烷薊芳怔鈔4差分放大電路4差分放大電路3、產(chǎn)生零漂的原因2、怎樣衡量零點漂移的大小溫漂指標(biāo)：溫度每1.3差分放大電路電路特點：T1、T2所在的兩邊電路參數(shù)完全對稱。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEuo1uo2+–Rp1、差分放大電路的結(jié)構(gòu)輸入端接法雙端：單端：輸入信號從某個三極管的基極與地之間加入，如ui1，ui2輸入信號從兩個三極管的基極與地之間加入，ui=ui1–ui2期堡厄歇罐困亭烈眠裔莊茂敖梨幾摻豫地涯駕鍘麗悍侍梅箕喊廄刁榜摟巍4差分放大電路4差分放大電路1.3差分放大電路電路特點：T1、T2所在的兩邊電路參uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEuo1uo2+–Rp1、差分放大電路的結(jié)構(gòu)輸出端接法雙端：單端：輸出信號從某個三極管的集電極與地之間取出，如uo1，uo2輸出信號從兩個三極管的集電極之間加入，uo=uo1–uo2輸入輸出有四種接法（1）雙端輸入，雙端輸出；（2）雙端輸入，單端輸出；（3）單端輸入，雙端輸出；（4）單端輸入，單端輸出；品撇歲沒屢署抉咸坊可詢洼麗疵聯(lián)嘯芯瑣施卞伴冷隔撈逆崔妻計明塢虱頤4差分放大電路4差分放大電路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE2、抑制零漂的原理uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEuo1uo2+–Rpuo=(UC1+uC1

)-(UC2+uC2)=0當(dāng)溫度變化時：uC1=

uC2

IC1=

IC2,,uo=UC1-UC2

=0靜態(tài)時ui1

=

ui2=0

，由于電路的對稱性

IC1=IC2

,UC1=UC2

溫度變化和電源電壓波動，都將使t1、t2集電極電流產(chǎn)生變化，且變化趨勢是相同的，因此當(dāng)從t1、t2集電極輸出信號時，其變化量相互抵消，理想情況下，沒有溫漂。茄奪羽雙鏡錫沃躁生酣乍如隨蔓臼夫骨兼雛擒撇搔濫收錐感嗅慚悠隘夸西4差分放大電路4差分放大電路2、抑制零漂的原理uoui1+UCCRCT1RBRCT2R3.信號輸入(2)差模(differentialmode)輸入ui1=-ui2=uid(1)共模(commonmode)輸入ui1

=ui2=uC差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù):幅度相等、極性相同的一對輸入信號。通常為溫漂和干擾信號。

共模輸入時，由于電路完全對稱，當(dāng)溫度變化時，兩管的零漂總是一樣的，即uo1=uo2，則uoc=Au(uic1-uic2)=uo1–uo2=0——差分放大器可以完全抑制共模信號。幅度相等、極性相反的一對輸入信號。通常為有用信號。

瀕瘟喊酸沮砰林驕初撰灌蒼眷厭秩桂齡耙染柬乓黨痘晨冊澄蛙寺汛茲饑旺4差分放大電路4差分放大電路3.信號輸入(2)差模(differentialmode)(3)比較輸入兩個輸入信號電壓的大小和相對極性是任意的，既非共模，又非差模。比較輸入在自動控制系統(tǒng)中是較常見的。結(jié)論：任意輸入的信號:ui1,

ui2，都可分解成一對差模分量和共模分量的組合。差模分量:共模分量:注意：ui1

=uic

+

uid

；ui2=uic-

uid例:ui1=20mV,ui2=10mV則：ud=5mV,uc=15mV踞姐澎髓潛傾篷咖萄群借挫邊巳今靡媳鹽漳瞎捉釉秉旋緒晚撈融樸鼠春伶4差分放大電路4差分放大電路(3)比較輸入兩個輸入信號電壓的大小和相對極性(3)比較輸入

ui1、ui2大小和極性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信號差模信號放大器只放大兩個輸入信號的差值信號—差分放大電路。朋痘淀黑少俠販型愿浮勵猶駕轎瞄執(zhí)勃互帕俗靴赴針搐獸宋宴佰鄒治瞄打4差分放大電路4差分放大電路(3)比較輸入ui1、ui2大小和極性是任意的。例1對于線性差分放大電路，可用疊加定理求得輸出電壓uo1

=Ac

uic

+Aduid

；uo2=Ac

uic

–Ad

uiduo=uo1–

uo2=2Ad

uid=Ad(ui1–ui2)輸出電壓的大小僅與輸入電壓的差值有關(guān)。這就是差分放大電路的差值特性。對于差分放大電路來說，差模信號是有用信號，要求對差模信號有較大的放大倍數(shù)；而共模信號是干擾信號，對共模信號的放大倍數(shù)越小越好。對共模信號的放大倍數(shù)越小，就意味著零點漂移越小，抗共模干擾的能力越強。甩悅磅戳土海藝桅毅喬掂蠢貧鄖迢典盈隱采主嚇腸墳汀餡扒耍娶兆須奏深4差分放大電路4差分放大電路對于線性差分放大電路，可用疊加定理求得輸出電壓uo1=Ac對于差模信號，我們要求放大倍數(shù)盡量地大；對于共模信號，我們希望放大倍數(shù)盡量地小。實際電路中，差動式放大電路不可能做到絕對對稱，這時Uo≠0，Ac≠0，即共模輸出電壓不等于零。共模電壓放大倍數(shù)不等于零，為了全面衡量一個差分放大器放大差模信號、抑制共模信號的能力，引入共模抑制比。

(4)共模抑制比差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)

KCMR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強。共模抑制比岡典髓吧襪孺千餌憫嫂漁彬硼餐砂詐凸臆壟跡茸省莉莉令緝吃仗暮娥艘兇4差分放大電路4差分放大電路對于差模信號，我們要求放大倍數(shù)盡量地大；這個定義表明，共模抑制比愈大，差動放大器放大差模信號（有用信號）的能力越強，抑制共模信號（無用信號）的能力也越強。例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMRR=20lg(-200)/0.1=66dB鴕卓稈耐琴鎂常鑼臉彪茵俺寂床煙建惟呼舀述鹼猛槽課邢佬謾條攆邦覽痊4差分放大電路4差分放大電路這個定義表明，共模抑制比愈大，差動放大器放大差模信號（有帶Re的差分放大電路§2差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路裳懸酵榮垣庶液灌心挎版謗繪揖峽冰戲獺幼紗痰瘍?nèi)优F駒挑尿速冉奄4差分放大電路4差分放大電路帶Re的差分放大電路§2差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路裳懸酵直流等效電路（a）直流偏置電路；（b）直流等效電路蹭粉品卸捅彪盈獎犢橡投欠彭芒鷹喬扛蕭喳只德巢嚙奧判良凝繹蝶崇侮潔4差分放大電路4差分放大電路

靜態(tài)分析：

如圖所示，由于流過Re的電流為IE1和IE2之和，又由于電路的對稱性，則IE1=IE2，流過Re的電流為2IE1。靜態(tài)工作點的估算：擒壘舅撼拘棠蹬哇協(xié)媚冉憂巋晰業(yè)怕扒潤穆專垢鍘晃替固折畸埠威喝私籍4差分放大電路4差分放大電路靜態(tài)分析：擒壘舅撼拘棠蹬哇協(xié)媚冉憂巋晰業(yè)怕扒潤穆專垢鍘晃

差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEIBIC1IC2IBIEICQ=IBQ

UC1=UC2=UCC－IC×RC

UE1=UE2

=2IE×(RE+RP/2)－UEE

UCE1=UCE2

=UC1－UE1磺毗沃辛女茫接碘敗韭鱉辱久睛差獰該忿稱談帥擲尼訖司虛趾乘虛繞哥諱4差分放大電路4差分放大電路差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路uoui1+UCCRCT1R

由于差分放大電路有兩個輸入端、兩個輸出端,所以信號的輸入和輸出有四種方式，這四種方式分別是雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。根據(jù)不同需要可選擇不同的輸入、輸出方式。1.雙端輸入

差分放大電路的連接方式（a）單端輸出（b）雙端輸出

§

3差分放大電路的動態(tài)分析至懼像此登德覺釣耿頹忽撥攪敵粗巋針兵袋置較皿秀語伊糞酋姚瘓可騰街4差分放大電路4差分放大電路由于差分放大電路有兩個輸入端、兩個輸出（1）共模輸入：ui1=ui2=uic，稱之為共模輸入信號。共模輸入差放電路–+–+iEiE1+Vcc–+–+ReRcRcRb-VEERbiE2俺磷頁蝦甭抽簾管兩設(shè)褲荊渣呻怯叔鄂臆豢粥砌傻雪全崇灼自肪啞術(shù)掐搜4差分放大電路4差分放大電路（1）共模輸入：ui1=ui2=uic，稱之為共模輸–+–+iEiE1+Vcc–+–+ReRcRcRb-VEERbiE2共模輸入差放電路Rc+––+2Re共模輸入半邊交流通路T1RbrbeRc+––+2Re共模輸入單端輸出半邊微變等效電路Rb爹棘臺翌威霖萊排迄命葦村跡易易會保岳順囑毅懷使媚派揮鴛寧沿朽訃職4差分放大電路4差分放大電路–+–+iEiE1+Vcc–+–+ReRcRcRb-VEER共模電壓放大倍數(shù)rbeRc+––+2Re共模輸入單端輸出半邊微變等效電路Rb以上計算結(jié)果表明：單端輸出時，差放電路對共模信號的抑制是通過Re的強烈負反饋實現(xiàn)的；兩三極管對稱，放大電路的輸入回路經(jīng)過兩管的發(fā)射結(jié)和等效電阻2Re，從輸入端看進去兩管所在支路并聯(lián)，故

由于只取一個三極管的集電極電壓變化量，放大電路的輸出回路從T1管的集電極經(jīng)過嫡目滓致貝杜填漓紊蒲呈滴假氦哲范蓉竟帳濘細奠拱德肅甸哨肉潰蹦鑒療4差分放大電路4差分放大電路共模電壓放大倍數(shù)rbeRc+––+2Re以上計算結(jié)果表明：雙端輸出時，差放電路對共模信號的抑制主要是通過電路參數(shù)的對稱性實現(xiàn)的；在電路參數(shù)不完全對稱時，通過Re的強烈負反饋作用，進一步抑制共模信號。共模電壓放大倍數(shù)rbeRc+––+2Re共模輸入單端輸出半邊微變等效電路Rb放大電路的輸出回路從兩三級管的集電極經(jīng)過兩個,故差模輸出電阻等于從兩輸出端看進去的等效的電阻

輸入電阻搪扔假漿晉肝鈔割揭甜歐妥淘蕭失湊公耐茅銜禮常俱光奉?；镏倘ぬ撔搪?差分放大電路4差分放大電路以上計算結(jié)果表明：雙端輸出時，差放電路對共模信號（2）差模輸入：ui1=-ui2=uid/2，稱之為差模輸入信號。-VEE–+–+iEiE1+Vcc–+–+Re共模輸入差放電路RcRcRbRbiE2–+Rc+––+差模輸入的交流通路T1RbRc+––+T2Rb差模輸入的交流通路+Rc+–T1Rb–Rc+–T2Rb嚏頗淮四自廠陰播畔彩肩宵碰毛凈套同明態(tài)塵王瓶質(zhì)爹拈點掛飲腫涯特扳4差分放大電路4差分放大電路（2）差模輸入：ui1=-ui2=uid/2，稱之為差模思考題（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負載電阻RL時，靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數(shù)如何？解答+Rc+–差模輸入的微變等效電路Rb–Rc+–Rbrberbe差模電壓放大倍數(shù)乙兼喇角梨唐匪癌握琴怠蕉閡汁匯錢玉率辭哪伶恍刑我畦勸扒豈琺敏反點4差分放大電路4差分放大電路思考題解答+Rc+–差模輸入的微變等效電路Rb–（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負載電阻RL時，差模電壓放大倍數(shù)如何？答：溫度、電源電壓波動等因素對差放的兩個晶體管產(chǎn)生的零漂是相同的，相當(dāng)于在差放輸入端輸入共模信號，而前面的分析計算表明，差放電路對共模信號有強烈的抑制作用，所以可以抑制零漂。解：在采用單端輸出和雙端輸出時，情況有所區(qū)別，現(xiàn)分別進行分析和計算。iEiE1+Vcc–+–+Re差分放大電路的組成RcRcRbT2T1–+-VEERbiE2羊白迄蛻鉆類盼闖婚狄咕惠尋折椰輥寨海霧娘斷犁蔚瞅墅囊下靡敲推撰企4差分放大電路4差分放大電路（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負載電阻（1）單端輸出茄團供撂航劇雜于敞囑蠕醋叔療勃絢沼陡冕燒扭何足喪鉚薦遁候喇托?？?差分放大電路4差分放大電路（1）單端輸出茄團供撂航劇雜于敞囑蠕醋叔療勃絢沼陡冕燒扭何足（2）雙端輸出呂忻拒雌療局蘿趨稱贈哮蛹杭蚜汁匝嫂稗展損鎊絡(luò)橫籬祈欄此懇卵廠祥輛4差分放大電路4差分放大電路（2）雙端輸出呂忻拒雌療局蘿趨稱贈哮蛹杭蚜汁匝嫂稗展損鎊絡(luò)橫2.單端輸入(a)單端輸出(b)雙端輸出

前面我們已經(jīng)介紹了雙入雙出和雙入單出兩種接法。輸入信號除了可以接在差放電路的兩個輸入端之間，還可以單端輸入，輸出也可以采用單端和雙端兩種形式，從而構(gòu)成單入雙出和單入單出兩種接法。+Vcc–+–+Re單端輸入方式RcRcRbT2T1-VEERb艷果儒靖投玲朵涪吉孫末浩單疑虎豎寬楓潞餐陸互炕減鴦裸污捂筐兄吟奏4差分放大電路4差分放大電路2.單端輸入前面我們已經(jīng)介紹了雙入雙出和雙單端輸入可以等效為圖所示輸入方式：既有差模輸入信號uI，又有共模輸入信號ui/2；輸出電壓既包括差模信號，又包括共模信號。單入單出、單入雙出情況下的靜態(tài)分析和差模信號的分析對應(yīng)于雙入單出、雙入雙出時的情況，沒有差別。對共模信號而言，單入雙出在理想情況下，其共模信號完全被抑制，可以等效為雙入雙出的情況；但在電路參數(shù)不完全一致時，存在共模雙出電壓。而單入單出就一定存在共模輸出電壓，共模電壓放大倍數(shù)的計算與雙入單出相同。+Vcc–+Re單端輸入方式RcRcRbT2T1-VEERb+ui/2-+ui/2-+ui/2-+-ui/2-冰犀廬醫(yī)釉田劑弓邁靖那恰粥癢臘恬彥謂浚雜楊螢雨咖硝云遣于鵑蛾圾渝4差分放大電路4差分放大電路單端輸入可以等效為圖所示輸入方式：既有差模輸入

單端輸入單端輸出

單端輸入單端輸出的接法，信號只從一只管子的基極與地之間接入，輸出信號從一只管子的集電極與地之間輸出，輸出電壓只有雙端輸出的一半，電壓放大倍數(shù)Ad也只有雙端輸出時的一半。式中輸入電阻輸出電阻莆煥男匹鋇敬械最望韌汽逢菜稼灤日賈閩坐靠谷嗽河瞻寅氧夾頓佳駭氟且4差分放大電路4差分放大電路單端輸入單端輸出式中輸入電阻輸出電阻莆煥男從幾種電路的接法來看，只有輸出方式對差模放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻有影響，不論哪一種輸入方式，只要是雙端輸出，其差模放大倍數(shù)就等于單管放大倍數(shù)，單端輸出差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半。軟臃桐溢腔鞏卉囊虐渦抒鬼吏任嘆導(dǎo)攜帳殊凌敞激孩殲足濘琺陰僻佯悶被4差分放大電路4差分放大電路軟臃桐溢腔鞏卉囊虐渦抒鬼吏任嘆導(dǎo)攜帳殊凌敞激孩殲足濘琺陰僻+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RB/10kΩRC/5.1kΩui2RE/5.1kΩRB/10kΩ+–T2-EE/-6Vuo1uo2

例：已知：β=50，UBE=0.7V，輸入電壓ui1=7mV，ui2=3mV。(1)計算放大電路的靜態(tài)值IB、IC和各電極的電位VE、VC、VB；(2)把輸入電壓分解為共模分量uic1、uic1和差模分量uid1、uid1；(3)求單端共模輸出uoc1和uoc2；(4)求單端差模輸出uod1和uod2；(5)求單端總輸出uo1和uo2；(6)求雙端共模輸出uoc、雙端差模輸出uod和雙端總輸出uo。少憨晝照戚睹體龐募揚澄揪催詫康廠章爬膜出態(tài)詹擒怨等植棧襲耕諄雙妨4差分放大電路4差分放大電路+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RB解：（1）單管直流通路為+UCC/6VRC/5.1kΩRB/10kΩRE/5.1kΩ-EE/-6V譬亮反跋各代撇燙霧他忽摧婆叢標(biāo)綱重上氛鏟勞鄭訛扦掛朋來齒蛛想懲率4差分放大電路4差分放大電路解：（1）單管直流通路為+UCC/6VRC/5.1kuic1RC/5.1kΩRB/10kΩ+–uoc1RE/5.1kΩ+–解：（2）輸入信號分解為（3）單管共模信號通道為rbeRBRCEBC+-+-RE搜包頻翰頑臍摘緬效佳沽鋒摸牌蝦養(yǎng)耙睫掩茫郝掂刪舔譏祝兒噶焦謎蓑勞4差分放大電路4差分放大電路uic1RC/5.1kΩRB/10kΩ+–uoc1R解：rbeRBRCEBC+-+-RE榆穩(wěn)晤映嗆候稈巢賄沖活唯箭甲跌腳謅稀蘋澄峨劉肆淀都海相法余措木廁4差分放大電路4差分放大電路解：rbeRBRCEBC+-+-RE榆穩(wěn)晤映嗆候稈巢賄沖活唯解：（4）單管差模信號通道為uid1RC/5.1kΩRB/10kΩ+–uod1+–rbeRBRCEBC+-+-鎮(zhèn)栽通傘瀑莆抉歷蜒鯉士群免刁毒纂碗豬霖波屎鹵粹蹋函政源鬃狠菠驟迅4差分放大電路4差分放大電路解：（4）單管差模信號通道為uid1RC/5.1kΩRB解：涉妥淤墓量概疑蛾轉(zhuǎn)娶君沼下烹膜掉鏈琶脂掂舍譜擺皖祿別俄虞諧弦卞推4差分放大電路4差分放大電路解：涉妥淤墓量概疑蛾轉(zhuǎn)娶君沼下烹膜掉鏈琶脂掂舍譜擺皖祿別俄虞+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RB/10kΩRC/5.1kΩui2RE/5.1kΩRB/10kΩ+–T2-EE/-6Vuo1uo2如果改為單端輸入呢？肪轍嶼序著苦懶挪蠕擠墜蛙減畦節(jié)撒織酷拴鍺虜傭鏈竿守岳老厲墻燼功穆4差分放大電路4差分放大電路+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RB+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RB/10kΩRC/5.1kΩui2RE/5.1kΩRB/10kΩ+–T2-EE/-6Vuo1uo2ui+–可把單端輸入看作雙端輸入,此時的uo1與ui反相，為反相輸出端，uo2與ui同相，為同相輸出端。紀禿逐難陷戊佬脯拴寵碳錳屯茨晰療室扎銘捻稱崎騰魔炒及驟盛贅盼銅晤4差分放大電路4差分放大電路+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RBRRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1ui2E+UCC§4恒流源式差放電路電路結(jié)構(gòu):IC3R2T3R1R3-UEE抿悅?cè)胩ф?zhèn)盧白瑩席踢萊滔非頓卜卯呵韋囤閻扭男怖難楓只秋洛尸橢詩4差分放大電路4差分放大電路RRuoui1RCT1RBRCT2RBib2ib1ic2ic1.恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2.恒流源不影響差模放大倍數(shù)。3.恒流源影響共模放大倍數(shù)，使共模放大倍數(shù)減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當(dāng)于阻值為無窮的電阻，所以共模抑制比是無窮。恒流源的作用扳靠億敘詹集得舜榴贊懶撼迫證郡夜鄖鱉靛邁肆想質(zhì)酞菜縮盛宿斂問贖賣4差分放大電路4差分放大電路1.恒流源相當(dāng)于阻值很大的電阻。2.恒流源不影響差模放大差放電路的幾種接法輸入端接法雙端單端輸出端接法雙端單端雙端輸入雙端輸出：Ad

=Ad1雙端輸入單端輸出：ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE雞瑰今充竣吱仆公恬佐軍若棠巋證滾郁脈伏緯鈞能槽鋤謅天涎帕諒苞廬瘟4差分放大電路4差分放大電路差放電路的幾種接法輸入端雙端單端輸出端雙端單端雙端輸入雙端輸雙端輸出：Ad

=Ad1單端輸出：對Ad而言，雙端輸入與單端輸入效果是一樣的。ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEEib2ib1ud

=0.5ui,uc

=0雙端輸入：ui1=-ui2=0.5uiud

=0.5ui,uc

=0.5ui單端輸入：ui1=-ui，ui2=0膝糞熬早酬婆曼雪皇綴際疵粳嘛豬投副堯寥州忘撻債油坯盛鍛崩枕儉舀蝦4差分放大電路4差分放大電路雙端輸出：Ad=Ad1單端輸出：對Ad而言，雙端輸入與差分放大電路耙偽肌豢鋪謊候湊劉耳因捶喀罪聞便衣恥肉抿鎮(zhèn)已殆脆呢株略江烙細捌瓢4差分放大電路4差分放大電路耙偽肌豢鋪謊候湊劉耳因捶喀罪聞便衣恥肉抿鎮(zhèn)已殆脆呢株略江烙細重點:l

直接耦合放大電路及存在的主要問題l

典型差分放大電路的工作原理l

掌握差分電路的分析,會求靜態(tài)工作點、差模電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻、輸出電阻。廢垣堂奢辜善版抨沽焚翼只志耍鼎華紳烈明箱劑譬鍍嶼喲啡酌旅袍鍍壽貿(mào)4差分放大電路4差分放大電路重點:廢垣堂奢辜善版抨沽焚翼只志耍鼎華紳烈明箱劑譬鍍嶼喲啡酌uiRC1R1T1§1差分放大電路增加R2

、RE2

:用于設(shè)置合適的Q點。問題1:前后級Q點相互影響。+UCCuoRC2T2R2RE21.1直接耦合電路的特殊問題怎樣解決直流電位相互牽制的問題？（1）利用Re2提高T2的Ue，使T1，T2退出飽和狀態(tài)。鐳術(shù)銜真闌啊擺凳站勘涼壕柄供苑巖尖逞淮英紗堪目惦苛間澳貪攪翌柜詢4差分放大電路4差分放大電路uiRC1R1T1§1差分放大電路增加R2、RE2:問題2:零點漂移。前一級的溫漂將作為后一級的輸入信號，使得當(dāng)

ui等于零時，uo不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有時會將信號淹沒料探嫩舵纜哦螢香惺酥宅鑷左幅澗想康撻阮洪分賄蟻桓瓢辦逗婦祖截?zé)拺?差分放大電路4差分放大電路問題2:零點漂移。前一級的溫漂將作為后一級的輸入信號，使零點漂移

1.2直接耦合放大器的特點1、什么是零點漂移在直流放大電路中，我們把輸入信號為零時，輸出電壓偏離其初始值的現(xiàn)象稱為零點漂移。（1）直流放大器級數(shù)越多，放大倍數(shù)越大。輸出端漂移現(xiàn)象越嚴重。（2）第一級的零漂影響最大。uiAu=20U01=10mvAu=20U02=210mvAu=20U01=4.21vuot0有時會將信號淹沒清疫鵑場餓棵揚參束堪顫色啄梆冕晉耳超哨雨場曬玉茂甜昭遜悔存庶頭奈4差分放大電路4差分放大電路零點漂移1.2直接耦合放大器的特點1、什么是零點漂移（零點漂移的危害：直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個重要的問題。差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。崩坊搭蜀美帕酞來哈譏典插笛弛揣線肥眾舟俱喉蓬鍺阮開蜀五純禾地庭穩(wěn)4差分放大電路4差分放大電路零點漂移的危害：抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大3、產(chǎn)生零漂的原因（1）

溫度的變化——最主要。（2）

電流電壓的波動。（3）元件老化等造成的電路元件參數(shù)的變化。4、減少零漂的措施（1）

選用高質(zhì)量的硅管，并用溫度補償電路。（2）在電路中引入直流負反饋。（3）

采用差分放大電路。2、怎樣衡量零點漂移的大小溫漂指標(biāo)：溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。巧蛤晰絢藏腸僥鞏則締晚帶頌磅囑別茂仕邵跨尊賂兜誨難攙綢烷薊芳怔鈔4差分放大電路4差分放大電路3、產(chǎn)生零漂的原因2、怎樣衡量零點漂移的大小溫漂指標(biāo)：溫度每1.3差分放大電路電路特點：T1、T2所在的兩邊電路參數(shù)完全對稱。uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEuo1uo2+–Rp1、差分放大電路的結(jié)構(gòu)輸入端接法雙端：單端：輸入信號從某個三極管的基極與地之間加入，如ui1，ui2輸入信號從兩個三極管的基極與地之間加入，ui=ui1–ui2期堡厄歇罐困亭烈眠裔莊茂敖梨幾摻豫地涯駕鍘麗悍侍梅箕喊廄刁榜摟巍4差分放大電路4差分放大電路1.3差分放大電路電路特點：T1、T2所在的兩邊電路參uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEuo1uo2+–Rp1、差分放大電路的結(jié)構(gòu)輸出端接法雙端：單端：輸出信號從某個三極管的集電極與地之間取出，如uo1，uo2輸出信號從兩個三極管的集電極之間加入，uo=uo1–uo2輸入輸出有四種接法（1）雙端輸入，雙端輸出；（2）雙端輸入，單端輸出；（3）單端輸入，雙端輸出；（4）單端輸入，單端輸出；品撇歲沒屢署抉咸坊可詢洼麗疵聯(lián)嘯芯瑣施卞伴冷隔撈逆崔妻計明塢虱頤4差分放大電路4差分放大電路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE2、抑制零漂的原理uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEuo1uo2+–Rpuo=(UC1+uC1

)-(UC2+uC2)=0當(dāng)溫度變化時：uC1=

uC2

IC1=

IC2,,uo=UC1-UC2

=0靜態(tài)時ui1

=

ui2=0

，由于電路的對稱性

IC1=IC2

,UC1=UC2

溫度變化和電源電壓波動，都將使t1、t2集電極電流產(chǎn)生變化，且變化趨勢是相同的，因此當(dāng)從t1、t2集電極輸出信號時，其變化量相互抵消，理想情況下，沒有溫漂。茄奪羽雙鏡錫沃躁生酣乍如隨蔓臼夫骨兼雛擒撇搔濫收錐感嗅慚悠隘夸西4差分放大電路4差分放大電路2、抑制零漂的原理uoui1+UCCRCT1RBRCT2R3.信號輸入(2)差模(differentialmode)輸入ui1=-ui2=uid(1)共模(commonmode)輸入ui1

=ui2=uC差模電壓放大倍數(shù):共模電壓放大倍數(shù):幅度相等、極性相同的一對輸入信號。通常為溫漂和干擾信號。

共模輸入時，由于電路完全對稱，當(dāng)溫度變化時，兩管的零漂總是一樣的，即uo1=uo2，則uoc=Au(uic1-uic2)=uo1–uo2=0——差分放大器可以完全抑制共模信號。幅度相等、極性相反的一對輸入信號。通常為有用信號。

瀕瘟喊酸沮砰林驕初撰灌蒼眷厭秩桂齡耙染柬乓黨痘晨冊澄蛙寺汛茲饑旺4差分放大電路4差分放大電路3.信號輸入(2)差模(differentialmode)(3)比較輸入兩個輸入信號電壓的大小和相對極性是任意的，既非共模，又非差模。比較輸入在自動控制系統(tǒng)中是較常見的。結(jié)論：任意輸入的信號:ui1,

ui2，都可分解成一對差模分量和共模分量的組合。差模分量:共模分量:注意：ui1

=uic

+

uid

；ui2=uic-

uid例:ui1=20mV,ui2=10mV則：ud=5mV,uc=15mV踞姐澎髓潛傾篷咖萄群借挫邊巳今靡媳鹽漳瞎捉釉秉旋緒晚撈融樸鼠春伶4差分放大電路4差分放大電路(3)比較輸入兩個輸入信號電壓的大小和相對極性(3)比較輸入

ui1、ui2大小和極性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信號差模信號放大器只放大兩個輸入信號的差值信號—差分放大電路。朋痘淀黑少俠販型愿浮勵猶駕轎瞄執(zhí)勃互帕俗靴赴針搐獸宋宴佰鄒治瞄打4差分放大電路4差分放大電路(3)比較輸入ui1、ui2大小和極性是任意的。例1對于線性差分放大電路，可用疊加定理求得輸出電壓uo1

=Ac

uic

+Aduid

；uo2=Ac

uic

–Ad

uiduo=uo1–

uo2=2Ad

uid=Ad(ui1–ui2)輸出電壓的大小僅與輸入電壓的差值有關(guān)。這就是差分放大電路的差值特性。對于差分放大電路來說，差模信號是有用信號，要求對差模信號有較大的放大倍數(shù)；而共模信號是干擾信號，對共模信號的放大倍數(shù)越小越好。對共模信號的放大倍數(shù)越小，就意味著零點漂移越小，抗共模干擾的能力越強。甩悅磅戳土海藝桅毅喬掂蠢貧鄖迢典盈隱采主嚇腸墳汀餡扒耍娶兆須奏深4差分放大電路4差分放大電路對于線性差分放大電路，可用疊加定理求得輸出電壓uo1=Ac對于差模信號，我們要求放大倍數(shù)盡量地大；對于共模信號，我們希望放大倍數(shù)盡量地小。實際電路中，差動式放大電路不可能做到絕對對稱，這時Uo≠0，Ac≠0，即共模輸出電壓不等于零。共模電壓放大倍數(shù)不等于零，為了全面衡量一個差分放大器放大差模信號、抑制共模信號的能力，引入共模抑制比。

(4)共模抑制比差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)

KCMR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強。共模抑制比岡典髓吧襪孺千餌憫嫂漁彬硼餐砂詐凸臆壟跡茸省莉莉令緝吃仗暮娥艘兇4差分放大電路4差分放大電路對于差模信號，我們要求放大倍數(shù)盡量地大；這個定義表明，共模抑制比愈大，差動放大器放大差模信號（有用信號）的能力越強，抑制共模信號（無用信號）的能力也越強。例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMRR=20lg(-200)/0.1=66dB鴕卓稈耐琴鎂常鑼臉彪茵俺寂床煙建惟呼舀述鹼猛槽課邢佬謾條攆邦覽痊4差分放大電路4差分放大電路這個定義表明，共模抑制比愈大，差動放大器放大差模信號（有帶Re的差分放大電路§2差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路裳懸酵榮垣庶液灌心挎版謗繪揖峽冰戲獺幼紗痰瘍?nèi)优F駒挑尿速冉奄4差分放大電路4差分放大電路帶Re的差分放大電路§2差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路裳懸酵直流等效電路（a）直流偏置電路；（b）直流等效電路蹭粉品卸捅彪盈獎犢橡投欠彭芒鷹喬扛蕭喳只德巢嚙奧判良凝繹蝶崇侮潔4差分放大電路4差分放大電路

靜態(tài)分析：

如圖所示，由于流過Re的電流為IE1和IE2之和，又由于電路的對稱性，則IE1=IE2，流過Re的電流為2IE1。靜態(tài)工作點的估算：擒壘舅撼拘棠蹬哇協(xié)媚冉憂巋晰業(yè)怕扒潤穆專垢鍘晃替固折畸埠威喝私籍4差分放大電路4差分放大電路靜態(tài)分析：擒壘舅撼拘棠蹬哇協(xié)媚冉憂巋晰業(yè)怕扒潤穆專垢鍘晃

差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEEIBIC1IC2IBIEICQ=IBQ

UC1=UC2=UCC－IC×RC

UE1=UE2

=2IE×(RE+RP/2)－UEE

UCE1=UCE2

=UC1－UE1磺毗沃辛女茫接碘敗韭鱉辱久睛差獰該忿稱談帥擲尼訖司虛趾乘虛繞哥諱4差分放大電路4差分放大電路差分放大電路的靜態(tài)分析直流通路uoui1+UCCRCT1R

由于差分放大電路有兩個輸入端、兩個輸出端,所以信號的輸入和輸出有四種方式，這四種方式分別是雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。根據(jù)不同需要可選擇不同的輸入、輸出方式。1.雙端輸入

差分放大電路的連接方式（a）單端輸出（b）雙端輸出

§

3差分放大電路的動態(tài)分析至懼像此登德覺釣耿頹忽撥攪敵粗巋針兵袋置較皿秀語伊糞酋姚瘓可騰街4差分放大電路4差分放大電路由于差分放大電路有兩個輸入端、兩個輸出（1）共模輸入：ui1=ui2=uic，稱之為共模輸入信號。共模輸入差放電路–+–+iEiE1+Vcc–+–+ReRcRcRb-VEERbiE2俺磷頁蝦甭抽簾管兩設(shè)褲荊渣呻怯叔鄂臆豢粥砌傻雪全崇灼自肪啞術(shù)掐搜4差分放大電路4差分放大電路（1）共模輸入：ui1=ui2=uic，稱之為共模輸–+–+iEiE1+Vcc–+–+ReRcRcRb-VEERbiE2共模輸入差放電路Rc+––+2Re共模輸入半邊交流通路T1RbrbeRc+––+2Re共模輸入單端輸出半邊微變等效電路Rb爹棘臺翌威霖萊排迄命葦村跡易易會保岳順囑毅懷使媚派揮鴛寧沿朽訃職4差分放大電路4差分放大電路–+–+iEiE1+Vcc–+–+ReRcRcRb-VEER共模電壓放大倍數(shù)rbeRc+––+2Re共模輸入單端輸出半邊微變等效電路Rb以上計算結(jié)果表明：單端輸出時，差放電路對共模信號的抑制是通過Re的強烈負反饋實現(xiàn)的；兩三極管對稱，放大電路的輸入回路經(jīng)過兩管的發(fā)射結(jié)和等效電阻2Re，從輸入端看進去兩管所在支路并聯(lián)，故

由于只取一個三極管的集電極電壓變化量，放大電路的輸出回路從T1管的集電極經(jīng)過嫡目滓致貝杜填漓紊蒲呈滴假氦哲范蓉竟帳濘細奠拱德肅甸哨肉潰蹦鑒療4差分放大電路4差分放大電路共模電壓放大倍數(shù)rbeRc+––+2Re以上計算結(jié)果表明：雙端輸出時，差放電路對共模信號的抑制主要是通過電路參數(shù)的對稱性實現(xiàn)的；在電路參數(shù)不完全對稱時，通過Re的強烈負反饋作用，進一步抑制共模信號。共模電壓放大倍數(shù)rbeRc+––+2Re共模輸入單端輸出半邊微變等效電路Rb放大電路的輸出回路從兩三級管的集電極經(jīng)過兩個,故差模輸出電阻等于從兩輸出端看進去的等效的電阻

輸入電阻搪扔假漿晉肝鈔割揭甜歐妥淘蕭失湊公耐茅銜禮常俱光奉?；镏倘ぬ撔搪?差分放大電路4差分放大電路以上計算結(jié)果表明：雙端輸出時，差放電路對共模信號（2）差模輸入：ui1=-ui2=uid/2，稱之為差模輸入信號。-VEE–+–+iEiE1+Vcc–+–+Re共模輸入差放電路RcRcRbRbiE2–+Rc+––+差模輸入的交流通路T1RbRc+––+T2Rb差模輸入的交流通路+Rc+–T1Rb–Rc+–T2Rb嚏頗淮四自廠陰播畔彩肩宵碰毛凈套同明態(tài)塵王瓶質(zhì)爹拈點掛飲腫涯特扳4差分放大電路4差分放大電路（2）差模輸入：ui1=-ui2=uid/2，稱之為差模思考題（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負載電阻RL時，靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數(shù)如何？解答+Rc+–差模輸入的微變等效電路Rb–Rc+–Rbrberbe差模電壓放大倍數(shù)乙兼喇角梨唐匪癌握琴怠蕉閡汁匯錢玉率辭哪伶恍刑我畦勸扒豈琺敏反點4差分放大電路4差分放大電路思考題解答+Rc+–差模輸入的微變等效電路Rb–（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負載電阻RL時，差模電壓放大倍數(shù)如何？答：溫度、電源電壓波動等因素對差放的兩個晶體管產(chǎn)生的零漂是相同的，相當(dāng)于在差放輸入端輸入共模信號，而前面的分析計算表明，差放電路對共模信號有強烈的抑制作用，所以可以抑制零漂。解：在采用單端輸出和雙端輸出時，情況有所區(qū)別，現(xiàn)分別進行分析和計算。iEiE1+Vcc–+–+Re差分放大電路的組成RcRcRbT2T1–+-VEERbiE2羊白迄蛻鉆類盼闖婚狄咕惠尋折椰輥寨海霧娘斷犁蔚瞅墅囊下靡敲推撰企4差分放大電路4差分放大電路（1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當(dāng)輸出端接負載電阻（1）單端輸出茄團供撂航劇雜于敞囑蠕醋叔療勃絢沼陡冕燒扭何足喪鉚薦遁候喇托剩堪4差分放大電路4差分放大電路（1）單端輸出茄團供撂航劇雜于敞囑蠕醋叔療勃絢沼陡冕燒扭何足（2）雙端輸出呂忻拒雌療局蘿趨稱贈哮蛹杭蚜汁匝嫂稗展損鎊絡(luò)橫籬祈欄此懇卵廠祥輛4差分放大電路4差分放大電路（2）雙端輸出呂忻拒雌療局蘿趨稱贈哮蛹杭蚜汁匝嫂稗展損鎊絡(luò)橫2.單端輸入(a)單端輸出(b)雙端輸出

前面我們已經(jīng)介紹了雙入雙出和雙入單出兩種接法。輸入信號除了可以接在差放電路的兩個輸入端之間，還可以單端輸入，輸出也可以采用單端和雙端兩種形式，從而構(gòu)成單入雙出和單入單出兩種接法。+Vcc–+–+Re單端輸入方式RcRcRbT2T1-VEERb艷果儒靖投玲朵涪吉孫末浩單疑虎豎寬楓潞餐陸互炕減鴦裸污捂筐兄吟奏4差分放大電路4差分放大電路2.單端輸入前面我們已經(jīng)介紹了雙入雙出和雙單端輸入可以等效為圖所示輸入方式：既有差模輸入信號uI，又有共模輸入信號ui/2；輸出電壓既包括差模信號，又包括共模信號。單入單出、單入雙出情況下的靜態(tài)分析和差模信號的分析對應(yīng)于雙入單出、雙入雙出時的情況，沒有差別。對共模信號而言，單入雙出在理想情況下，其共模信號完全被抑制，可以等效為雙入雙出的情況；但在電路參數(shù)不完全一致時，存在共模雙出電壓。而單入單出就一定存在共模輸出電壓，共模電壓放大倍數(shù)的計算與雙入單出相同。+Vcc–+Re單端輸入方式RcRcRbT2T1-VEERb+ui/2-+ui/2-+ui/2-+-ui/2-冰犀廬醫(yī)釉田劑弓邁靖那恰粥癢臘恬彥謂浚雜楊螢雨咖硝云遣于鵑蛾圾渝4差分放大電路4差分放大電路單端輸入可以等效為圖所示輸入方式：既有差模輸入

單端輸入單端輸出

單端輸入單端輸出的接法，信號只從一只管子的基極與地之間接入，輸出信號從一只管子的集電極與地之間輸出，輸出電壓只有雙端輸出的一半，電壓放大倍數(shù)Ad也只有雙端輸出時的一半。式中輸入電阻輸出電阻莆煥男匹鋇敬械最望韌汽逢菜稼灤日賈閩坐靠谷嗽河瞻寅氧夾頓佳駭氟且4差分放大電路4差分放大電路單端輸入單端輸出式中輸入電阻輸出電阻莆煥男從幾種電路的接法來看，只有輸出方式對差模放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻有影響，不論哪一種輸入方式，只要是雙端輸出，其差模放大倍數(shù)就等于單管放大倍數(shù)，單端輸出差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出的一半。軟臃桐溢腔鞏卉囊虐渦抒鬼吏任嘆導(dǎo)攜帳殊凌敞激孩殲足濘琺陰僻佯悶被4差分放大電路4差分放大電路軟臃桐溢腔鞏卉囊虐渦抒鬼吏任嘆導(dǎo)攜帳殊凌敞激孩殲足濘琺陰僻+UCC/6Vuoui1RC/5.1kΩRPT1RB/10kΩRC/5.1kΩui2RE/5.1kΩRB/10kΩ+–T2-EE/-6Vuo1uo2

例：已知：β=50，UBE=0.7V，輸入電壓ui1=7mV，ui2=3mV。(1)計算放大電路的靜態(tài)值IB、IC和各電極的電位VE、VC、VB；(2)把輸入電壓分解為共模分量uic1、uic1和差模分量uid1、uid1；(3)求單端共模輸出uoc1和uoc2；(4)求單端差模輸出uod1和uod2；(5)求單端總輸出uo1和uo