差分电路讲解精选PPT.ppt

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1、差分电路讲解第1页，此课件共16页哦(Differential Amplifier)3.3.1 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理 特点：特点：a.两个输入端，两个输入端，两个输出端；两个输出端；b.元件参数对称；元件参数对称；c.双电源供电；双电源供电；d.ui1=ui2 时，时，uo=0能有效地克服零点漂移能有效地克服零点漂移一、电路组成及静态分析一、电路组成及静态分析V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第2页，此课件共16页哦V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo直流通路直流通路V1+VCCV2VEERCRCREE

2、uoVEEICQ1ICQ2IEEIEQ1IEQ2UCQ1UCQ2VEE=UBEQ+IEEREEIEE=(VEE UBEQ)/REEICQ1=ICQ2 (VEE UBEQ)/2REEUCQ1=VCC ICQ1RCUCQ2=VCC ICQ2RCUo=UCQ1 UCQ2=0第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第3页，此课件共16页哦1.差模输入与差模特性差模输入与差模特性 差模输入差模输入ui1=ui2差模输入电压差模输入电压uid=ui1 ui2=2ui1=ui2差模信号交流通路差模信号交流通路ic1ic2使得：使得：ic1=ic2uo1=uo2差模输出电压差模输出电压uod=uC1 uC2=u

3、o1 (uo2)=2uo1差模电压放大倍数差模电压放大倍数带带 RL 时时RLRid=2rbe差模输入电阻差模输入电阻差模输出电阻差模输出电阻Rod=2RC大小相同大小相同 极性相反极性相反二、动态分析二、动态分析ui1V1+VCCV2RCRCuodui2uo1uo2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC2第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第4页，此课件共16页哦例例 3.3.1 已知：已知：=80，r bb=200 ，UBEQ=0.6 V，试求：，试求：(1)静态工作点；静态工作点；(2)差模电压放大倍数差模电压放大倍数 Aud，差模输入电阻差模输入电阻 Rid

4、，输出电阻输出电阻Rod。解解(1)ICQ1=ICQ2 (VEE UBEQ)/2REE=(12 0.6)/2 20=0.285(mA)UCQ1=UCQ2=VCC ICQ1RC=12 0.285 10=9.15(V)(2)=10/10=5(k)Rid=2rbe=2 7.59=15.2(k)Rod=2RC=20(k)ui1V1+12VV212VRCRCREEuodui210 k 10 k 20 k 20 k 第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第5页，此课件共16页哦2.共模输入与共模抑制比共模输入与共模抑制比共模输入共模输入ui1=ui2共模输出电压共模输出电压uic=ui1=ui2使得：使得

5、：ie1=ie2IEQ1+ie1IEQ2+ie2ue=2ie1REE2REE2REE共模输入电压共模输入电压uoc=uC1 uC2=0共模抑制比共模抑制比用对数表示：用对数表示：大小相同大小相同极性相同极性相同共模信号交流通路共模信号交流通路ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuocui2uC1uC2V1V2RCRCuocui2uC1uC2第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第6页，此课件共16页哦uod=Auduid(2)若若 Aud=50、Auc=0.05求求输出电压输出电压 uo，及，及 KCMR1.01 V0.99 V 解解 可将任意输入信号分解为可将任意输入信号分解为共模信号

6、和差模信号之和共模信号和差模信号之和(1)ui1=1.01=1.00 +0.01(V)ui2=0.99=1.00 0.01(V)(1)求求差模输入电压差模输入电压 uid、共模输入电压、共模输入电压 uic例例 3.3.2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuoui2uC1uC2uid=u i1 u i2uic=(ui1+ui2)/2=1.01 0.99=0.02(V)=1(V)(2)=50 0.02=1(V)uoc=Aucuic=0.05 1=0.05(V)uo=Auduid+Aucuic=1.05(V)=60(dB)差模信号差模信号共模信号共模信号第第 3 章放大电路基础章放大电路基

7、础第7页，此课件共16页哦3.3.2 具有电流源的差分放大电路具有电流源的差分放大电路一、电流源电路一、电流源电路减少共模放大倍数的思路：减少共模放大倍数的思路：增大增大 REE用恒流源代替用恒流源代替 REE特点：特点：直流电阻为有限值直流电阻为有限值动态电阻很大动态电阻很大1.三极管电流源三极管电流源简化画法简化画法电流源电流源代替差代替差分电路分电路中的中的 REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1V1+VCCV2RCR1uodui2RCVEER2R3IC3V3ui1V1+VCCV2RCuodui2RCVEEI0第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第8页，此课件共16页哦2.比

8、例型电流源比例型电流源二极管温度补偿二极管温度补偿V1+VCCRERB1RB2I0V2比例型电流源比例型电流源V1+VCCR2RR1I0V2IREFUBE1UBE2UBE1 UBE2多路电流源多路电流源V1+VCCR2RR1I02V2IREFR3I03V3第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第9页，此课件共16页哦镜像电流源镜像电流源UBE1=UBE2I0=IREF微电流源微电流源I0R2=UBE1 UBE23.镜像和微电流源镜像和微电流源I0V1RV2IREFV1+VCCR2RI0V2IREFUBE1UBE2第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第10页，此课件共16页哦4.NMOS 管电

9、流源管电流源原理电路原理电路当当 V1、V2 几何尺寸相同时：几何尺寸相同时：I0=IREF当当 V1、V2 几何尺寸不同时：几何尺寸不同时：I0 IREF采用采用 V3 管代替管代替 R+VCCV1RI0V2IREFDGSGSDVEE+VCCV1I0V2IREFDGSGSDVEEV3DSG第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第11页，此课件共16页哦V3、V4 构成比例电流源电路构成比例电流源电路二、具有电流源的差分放大电路二、具有电流源的差分放大电路简化简化画法画法能调零的能调零的差分电路差分电路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEEI0ui1V1+VCCV2RCuoui2RCV

10、EEI0RPMOS差分电路差分电路ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREFIC4R1第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第12页，此课件共16页哦例例 3.3.3 =100(1)求静态工作点；求静态工作点；(2)求电路的差模求电路的差模 Aud，Rid，Ro。解解(1)求求“Q”ICQ1=ICQ2=0.5 I0UCQ1=UCQ2=6 0.42 7.5 =2.85(V)(2)求求 Aud，Rid，RoRo=2RC=15(k)ui1V1+VCCV2RCuoui2RCVEER2R3IC3V3V4IREF+6 V 6 V100 100 7.5 k 7.5 k 6.

11、2 k 100 第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第13页，此课件共16页哦三、差分放大电路的差模传输特性三、差分放大电路的差模传输特性OuiiCiC1iC2I0特点：特点：1.iC1+iC2 =I0；当；当 ui=0，iC1=iC2=0.5 I0。UT UT2.当当 UT ui UT，uiiC1 iC2OUTUTiC1 iC2 ui。3.当当 4UT ui 4UT，一一只只管管子子截截止止，I0 几几乎乎全全部部流流入另一只管子，输出电压被限幅。入另一只管子，输出电压被限幅。4UT 4UTI04UT4UT+VCCui1V1V2RCuoui2RCVEEI0iC1iC2第第 3 章放大电路基

12、础章放大电路基础第14页，此课件共16页哦3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式差分放大电路的输入、输出方式一、单端输入、输出方式一、单端输入、输出方式1.单端输出单端输出输出为双端输出的一半输出为双端输出的一半较双端输出小较双端输出小即即 ui1=ui，ui2=0参数计算与双端输入相同参数计算与双端输入相同四种连接方式比较见四种连接方式比较见 P882.单端输入单端输入为双端输入的特例为双端输入的特例+VCCuIV1V2RCuoRCVEEI0iC1iC2RL第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第15页，此课件共16页哦二、双端变单端的转换电路二、双端变单端的转换电路双端输入双端输入单端输

13、出单端输出差分电路差分电路具有双端输出效果的单端输出电路具有双端输出效果的单端输出电路对于差模信号：对于差模信号：ic1=ic3=ic4iL=ic2+ic4 V3、V4 为镜向电流源为镜向电流源=ic2+ic1=2ic1uo=2ic2RL使单端输出获得双端输出效果使单端输出获得双端输出效果对于共模信号：对于共模信号：iL=ic1 ic2=0uoc=0ic1=ic2(方向如图方向如图)电阻桥产生双端输入信号，负载多为一端接地。电阻桥产生双端输入信号，负载多为一端接地。R RR Rt+VCCRL+VCCuiV1V2uoVEEI0RLV3V4ic1ic2ic3ic4iL第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第16页，此课件共16页哦