第4章放大器基础 44差分放大器 差分放大器具有抑制零点漂移的作用,广泛用于集 成电路的输入级,是另一类基本放大器 44.1电路结构 CC R R T R R 12 R R EE EE EE 由两完全对称的共发电路,经射极电阻RE耦合而成。 采用正负双电源供电:Vc=|VEl 具有两种输出方式:双端输出、单端输出。 制作:大连海事大学研究室
差分放大器具有抑制零点漂移的作用，广泛用于集 成电路的输入级，是另一类基本放大器。 4.4 差分放大器 4.4.1 电路结构 ▪ 由两完全对称的共发电路，经射极电阻REE 耦合而成。 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL ▪ 采用正负双电源供电：VCC = |VEE|。 ▪ 具有两种输出方式：双端输出、单端输出。 第 4 章 放大器基础
第4章放大器基础 >估算电路Q点 ● CC CC R R C C C CQI CO2 L R R EE OVEE EE 令v1=v=0,画出电路直流通路 由于电路采用正负双电源供电,则vBo1=VBo2≈0 因此 BE(on EE EE R EE Co1=1c≈uy coI=C02=vcC R 2 CQ1 C 制作三大连海事大学研究室
T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL 由于电路采用正负双电源供电，则 VBQ1 =VBQ2 0 ➢ 估算电路 Q 点 T1 VCC REE VEE RC RC T2 IEE ICQ1 ICQ2 令 vi1 = vi2 = 0，画出电路直流通路。 ， 2 EE CQ1 CQ2 I I = I ， EE BE(on) EE EE R V V I − − 因此 CQ1 CQ2 CC CQ1RC V =V =V − I 第 4 章 放大器基础
第4章放大器基础 44.2电路性能特点 口差模信号和共模信号 差模信号:指大小相等、极性相反的信号。 表示为 /2 差模输入电压 il 共模信号:指大小相等、极性相同的信号。 表示为 共模输入电压vn=(v1+va)/2 任意信号:均可分解为一对差模信号与一对共模信号 之代数和。 少、 id /2 v:/2 制作三大连海事大学研究室
❑ 差模信号和共模信号 4.4.2 电路性能特点 ▪ 差模信号：指大小相等、极性相反的信号。 表示为 vi1 = −vi2 = vid / 2 差模输入电压 vid = vi1 − vi2 ▪ 共模信号：指大小相等、极性相同的信号。 表示为 vi1 = vi2 = vic 共模输入电压 vic = (vi1 + vi2 ) / 2 ▪ 任意信号：均可分解为一对差模信号与一对共模信号 之代数和。 vi1 = vic+ vid / 2 vi1 = vic − vid / 2 即 第 4 章 放大器基础
第4章放大器基础 口差放半电路分析法 因电路两边完全对称,因此差放分析的关键,就是 如何在差模输入与共模输入时,分别画出半电路交流通 路。在此基础上分析电路各项性能指标。 分析步骤: 差模分析 画半电路差模交流通路→计算A、Rn、Rnd 共模分析 画半电路共模交流通路→计算A、KCMR、Rk。 根据需要计算输出电压 双端输出:计算v。 单端输出:计算vn1、vn 制作三大连海事大学研究室
❑ 差放半电路分析法 因电路两边完全对称，因此差放分析的关键，就是 如何在差模输入与共模输入时，分别画出半电路交流通 路。在此基础上分析电路各项性能指标。 分析步骤： ▪ 差模分析 画半电路差模交流通路 → 计算 Avd、Rid、Rod 。 ▪ 共模分析 画半电路共模交流通路 → 计算 Avc、KCMR、Ric 。 ▪ 根据需要计算输出电压 双端输出： 计算 vo 。 单端输出： 计算 vo1 、 vo2 。 第 4 章 放大器基础
第4章放大器基础 CC 口差模性能分析 C C 双端输出电路 1)半电路差模交流通路 E对差模视为短路。 R EE 因 C1CQC c2-lco-lc 故 EECI +i(2=20(不变) √R1中点视为交流地电位, RCY 即每管负载为R1/2。 √直流电源短路接地 半电路差模交流通路 注意:关键在于对公共器件的处理。 制作三大连海事大学研究室
❑ 差模性能分析 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL ➢ 双端输出电路 ✓REE 对差模视为短路。 iC2 = ICQ - iC iC1 = ICQ + i 因 C IEE = iC1 + iC2 = 2ICQ 故 (不变) ✓RL 中点视为交流地电位， 即每管负载为 RL / 2 。 ✓直流电源短路接地。 1)半电路差模交流通路 注意：关键在于对公共器件的处理。 第 4 章 放大器基础 RC + - vod1 + - vid1 RL 2 T1 半电路差模交流通路
第4章放大器基础 2)差模性能指标分析 √差模输入电阻 ● R 2y CTR id1 =2R1=2re 半电路差模交流通路 √差模输出电阻Ra=2Ro1≈2RC √差模电压增益 R B(RC∥) od odod 2 odI d id1 id2 vidi De 注意:电路采用了成倍元件,但电压增益并没有得到 提高。 制作:大连海事大学研究室
2)差模性能指标分析 i id id i v R = ✓差模输入电阻 = 2 i1 = 2 be R r i id1 id2 i v − v = i id1 2 i v = ✓差模输出电阻 Rod = 2Ro1 2RC ✓差模电压增益 id od d v v Av = id1 id2 od1 od2 v v v v − − = id1 od1 2 2 v v = = Av1 b e L C ) 2 ( // = − r R R 注意：电路采用了成倍元件，但电压增益并没有得到 提高。 第 4 章 放大器基础 半电路差模交流通路 RC + - vod1 + - vid1 RL 2 i T1 i
第4章放大器基础 单端输出电路 CC C C R RCURLLVodl-Vod R 半电路差模交流通路 OVEE 与双端输出电路的区别:仅在于对R的处理上。 Ra==2R1=2r。不变 odI Ro 减小 dI 1B(RC∥R1) ≈Ipt vodla Aa2减小 2v id idI 2 2 b'e 制作:大连海事大学研究室
➢ 单端输出电路 与双端输出电路的区别：仅在于对RL 的处理上。 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL i id id i v R = = 2 i1 = 2 be R r 不变 Rod1 = Ro1 RC id od1 d1 v v Av = id1 od1 2v v = 2 Av1 = b e C L ( // ) 2 1 = − r R R 减小 = −Avd2 减小 第 4 章 放大器基础 RC + - vod1= vod + - vid1 RL T1 i i 半电路差模交流通路
第4章放大器基础 口共模性能分析 CC 双端输出电路 +y R 1)半电路共模交流通路 √每管发射极接2RBEo 12 + R 因 C1 CQC EE C2 CO EE C1C2 21 CQ +2i C 因此RBE上的共模电压: 2i.R1 CEE R √R对共模视为开路。 icl ic 2R EE 因此流过R1的共模电流为0。 半电路共模交流通路 √直流电源短路接地。 制作:大连海事大学研究室
❑ 共模性能分析 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL ➢ 双端输出电路 ✓每管发射极接 2REE。 iC2 = ICQ + iC iC1 = ICQ + i 因 C IEE = iC1 + iC2 = 2ICQ+ 2i 则 C ✓RL 对共模视为开路。 ✓直流电源短路接地。 1)半电路共模交流通路 因此 REE 上的共模电压：2iC REE 因此流过 RL 的共模电流为 0。 第 4 章 放大器基础 半电路共模交流通路 RC + - voc1 + - vic1= vic T1 2REE
第4章放大器基础 2)共模性能指标分析 T √共模输入电阻 R R Riu Icl= vic 2Ree =6e+2R EE (1+B) 半电路共模交流通路 √共模输出电阻无意义 √共模电压增益=0=-2=0 Ic √电路特点双端输出电路利用对称性抑制共模信号。 √利用对称性抑制共模信号(温漂)原理: T个→lo1=1(o21→Vo=V2↓(=vc-1oR) →Vo(=co1-Vco2)=0 制作:大连海事大学研究室
2)共模性能指标分析 i ic ic i v R = ✓共模输入电阻 = Ri1 i ic1 i v = ✓共模输出电阻 ✓共模电压增益 ic oc d v v Av = ic oc1 oc2 v v − v = = 0 ✓电路特点 2 (1 ) = rbe + REE + 无意义 双端输出电路利用对称性抑制共模信号。 ✓利用对称性抑制共模信号(温漂)原理： T →I CQ1 = I CQ2 → VO (=VCQ1−VCQ2) = 0 ( ) CQ1 CQ2 CC CQ1RC V =V =V − I 第 4 章 放大器基础 半电路共模交流通路 RC + - voc1 + - vic1= vic T1 2REE
第4章放大器基础 单端输出电路 Rrcc C R C CIRIL T R 2R EE D R 半电路共模交流通路 EE 与双端输出电路的区别:仅在于对R1的处理上。 R==R1=r+2R1(1+B)不变 Ro=Ra1≈Rc oc (RC∥R1) be+2REe(1+B) 2R 2 EE 制作:大连海事大学研究室
➢ 单端输出电路 T1 + - + - VCC REE vi1 vo VEE + - vi2 RC RC T2 RL 与双端输出电路的区别：仅在于对RL 的处理上。 i ic ic i v R = = Ri1 2 (1 ) = rbe + REE + 不变 Roc1 = Ro1 RC ic oc c1 v v Av = = Av1 EE L b e EE C L 2 (1 ) 2 ( // ) R R r R R R − + + = − = Avc2 第 4 章 放大器基础 半电路共模交流通路 RC + - voc1=voc + - vic1= vic T1 2REE RL