模电实验5差动放大电路.doc

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1、实验5差动放大电路实验报告实验名称:差动放大电路课程名称:电子技术实验(模拟)-13-实验5差动放大电路一、实验目的1.进一步掌握小信号传递函数分析放大求解放大电路动态指标;2.进一步学习掌握DC扫描分析方法分析放大电路的电压传输特性;3.加深对差动放大器性能及特点的了解;4.学会自主设计满足一定性能指标的差动放大电路。二、实验步骤1.电路原理图图5-1差动放大电路-13-实验5差动放大电路2.计算图5-1所示电路静态指标和动态指标图5-2BJTVT1、VT2、VT3参数(1)静态分析对于VT3管,IB2Q>>IR6∴UR6=UEE*[R6/(R6+R7)]=15*3/(3+6.8)=4.5

2、9VIC3Q=IE3Q=(UR6-UBEQ)/R3=(4.59-0.7)/1.2k=3.24mA由图5-1可知,没有动态信号作用到VT3的基极或发射极,所以IC3是恒流,发射极所接电路可以看做一个恒流源。Ui=0时,IE1Q=IE2Q=IC3Q*1/2=3.24m*0.5=1.62mAIE1Q=(1+β)*IB1QIB1Q=1.62m/101=0.016mAUCEQ=VCC-IB1Q*β*RC1+IB1Q*RB1+UBEQ=15-1.6m*5.1k+0.016m*500+0.7=7.55V-13-实验5差动放大电路(2)动态分析rbe=1.87kΩAd=-β*RC1/[RB1+rbe+(1+

3、β)*RE1]=-100*5100/(500+1.87k+101*100)≈40.9双端输出AC≈0KCMR=∞Ri≈∞;Ro=2*Rc=10.2kΩ3.TransientAnalysis电压增益分析图5-3(1)uo1、uo2、ui暂态分析-13-实验5差动放大电路图5-3(2)修改ui纵坐标单位长度后uo1、uo2、ui暂态分析可以看出uo1和ui反相位、uo2和ui同相位。启用游标,y1=-4.5908mVy2=15.2491mV。交越失真发生的范围为-4.5908mV~15.2491mV。-13-实验5差动放大电路4.transferfunction分析图5-4(a)(uo1-uo2

4、)/ui的transferfunction分析由图5-4(a)所示,双端输出时电压增益(uo1-uo2)/ui=-41.06,反相放大;输入阻抗Ri=23.57kΩ;输出阻抗Ro=10.06kΩ。图5-4(b)uo1/ui的transferfunction分析-13-实验5差动放大电路由图5-4(b)所示,单端输出时电压增益uo1/ui=-20.53,反相放大;输入阻抗Ri=23.57kΩ;输出阻抗Ro=5.06kΩ。图5-4(c)uo2/ui的transferfunction分析由图5-4(c)所示,单端输出时电压增益uo2/ui=-20.53,同相放大;输入阻抗Ri=23.57kΩ;输出

5、阻抗Ro=5.06kΩ。由图5-4(a)(b)(c)可以看出,双端出的Uo-ui电压增益比单端出要提高了一倍。其中(uo1-uo2)和ui反相位,uo1和ui反相位、uo2和ui同相位。这与暂态分析所得出的结论一致。-13-实验5差动放大电路1.DCtransfercharacteristic图5-5(a)电压传输曲线,游标为uo1值图5-5(b)电压传输曲线,游标为uo2值-13-实验5差动放大电路图5-5(c)含(uo1-uo2)电压传输曲线,游标(uo1-uo2)值由图5-5(a)(b)(c)可得,uo1、uo2-uo1传输特性曲线的斜率小于零,即反相放大;uo2的传输特性曲线的斜率大

6、于零,即同向放大。又在图5-5(a)中,斜率k1=uo1/ui=(y2-y1)/(x2-x1)=(4.8677-8.9634)/(100.7143m+99.39m)=-20.47,即电压增益uo1/ui=-20.47。在图5-5(b)中,斜率k2=uo2/ui=(y2-y1)/(x2-x1)=(9.0097-4.8653)/(101.6667m+100.8333m)=20.47,即电压增益uo1/ui=20.47。在图5-5(c)中,斜率k3=(uo1-uo2)/ui=(y2-y1)/(x2-x1)=(-4.1227-4.0939)/(100.7143m+100.0000m)=-40.93,

7、即电压增益uo1/ui=-40.93。双端输出电压增益微单端输出的两倍。-13-实验5差动放大电路6.改为共模输入的分析图5-6(a)共模输入的电路图图5-6(b)共模输入时(uo1-uo2)/ui的transferfunction分析-13-实验5差动放大电路由图5-6(b)所示,共模输入条件下双端输出时电压增益(uo1-uo2)/ui=2.44pV≈0,近似uo1=uo2,没有输出;输入阻抗Ri=3.43

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