实验四、差分放大器设计

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1、实验四、差分放大器设计一．实验目的1．掌握差分放大器的设计方法。2．掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。二．预习要求1．根据指标要求，设计并计算电路的有关参数。2．画出所设计的电路，列出元件的值。3．制定出实验方案，选择实验用的仪器设备。4．写出预习报告三．差分放大器的设计方法1．确定放大电路（选择场效应管）。2．手工计算场效应管的直流转移特性曲线，并将特性曲线描绘在方格纸上，在曲线上确定出MOS管的饱和区，确定输入电压、输出电压的范围。3．确定静态工作点Q：（VImin+VImax）/24．确定电路中的其他参数的值。四．电路的设计要点

2、：1．电路图设计参见附录。2.调整静态工作点：可修改场效应管的w和电阻值。3.动态调试：从放大器的输入端输入f=1kHz，Ui=100mV的正弦信号（加直流偏置，静态工作点Q）。若放大器的输出波形顶部或底部出现明显失真，说明静态工作点没有设置在恰当的位置，应调整电路使输出波形无明显失真。若顶部和底部同时出现失真，说明静态工作点选择恰当。此时应减小输入信号幅度，使输出波形不失真。4．测量Au及Δf。5.对测量结果进行验算并进行误差分析（1）列出静态工作点的测量值（2）性能指标的测量值（3）根据调整后的电路参数，列出理论计算值。（4）将理论计算值

3、与测量值进行比较算出它们的相对误差五．实验内容1．按以下指标要求，设计一个差分放大器。1）电压放大倍数A≥100u2）负载电阻RL=10kΩ3）下限频率fL≤20Hz，上限频率fH≥200kHz2．对所设计的电路进行设计、调试。3．对电路的性能指标进行测试仿真，并对测量结果进行验算和误差分析。六．实验报告要求实验报告包括以下内容：1．项目名称2．已知条件和指标要求3．所需的软件仿真语句4．电路的设计过程，所选用的电路原理图。5．调试过程，标有经调试后所采用的元件数值的电路图。6．主要技术指标的计算值、仿真值7．数据处理及误差分析8．电路的改进

4、建议和实验中的体会附录：1.所需的软件仿真语句.include.op.dc.print.tran.acDEC51100MEG交流仿真语句.printacvdb(out)vm(out)交流输出语句2.需要设计的电路图W=6uW=6uL=6uL=6uvm1outoutC=2pFW=6uW=6uin1L=6uL=6uin1vn1W=6uL=10uVddvin1vbiasV=5.0V=2.0V=0.8PMOS负载的NMOS驱动差分电路自行绘制电阻负载的NMOS驱动差分电路以下文件与数据仅供参考，但均经过仿真测试，实际使用注意.include路径并加负

5、载电容一、共模电压扫描*Maincircuit:opampccompoutGnd2pFmn1vn1vbiasGndGndnmosL=10uW=6umn2vm1in1vn1GndnmosL=6uW=6umn3outin1vn1GndnmosL=6uW=6u.mp1vm1vm1VddVddpmosL=6uW=6ump2outvm1VddVddpmosL=6uW=6uincludeml2_125.md*Endofmaincircuit:opampvbiasvbiasGnd0.8VddVddGnd5.0vin1in1Gnd2.5.dcvin1050.

6、1.printdcin1outopamp5.5v(out)v(in1)5.04.54.03.53.02.52.0Voltage(V)1.51.00.50.0-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0vin1(V)二、小信号分析*Maincircuit:opampccompoutGnd2pFmn1vn1vbiasGndGndnmosL=10uW=6umn2vm1in1vn1GndnmosL=6uW=6umn3outin2vn1GndnmosL=6uW=6u.includeml2_125.mdmp1vm1vm1Vd

7、dVddpmosL=6uW=6ump2outvm1VddVddpmosL=6uW=6uvbiasvbiasGnd0.8VddVddGnd5.0vin2in2in11vin1in1Gnd2.5.dcvin2-2.52.50.02.printdcout*Endofmaincircuit:opampopamp5.5v(out)5.04.54.03.53.02.52.0Voltage(V)1.51.00.50.0-0.5-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02.5vin2(V)opamp5.5v(out)5.04.5高

8、增益区4.03.53.02.5高增益区2.0Voltage(V)1.51.00.50.0-0.5-200-150-100-50-050100150200vin2(m