模电—零漂与差放.ppt

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1、第二节差动放大电路一、直接耦合电路中的主要问题二、差动放大电路三、差动式放大电路的输入输出方式一、直接耦合电路中的主要问题1.级间耦合和电平移位2.零点漂移问题交流放大器放大的是随时间变化较快的周期性信号，为使电路简单、设计方便，常采用阻容耦合。但在实际应用中，常常要放大一些变化极为缓慢的非周期信号或者某一直流量，通常把这些信号叫做直流信号。显然对于直流信号，不能采用阻容耦合或变压器耦合，必须采用直接耦合方式。这种直接耦合，能放大直流信号的放大器称为直流放大器。分析直流放大器的基本方法与分析交流放大器相似。但在分析设计直流放大器，应尤其

2、注意两个主要问题：一个是级间互相影响问题；另一个是零点漂移问题。1.级间耦合和电平移位由于交流放大器的级间耦合电容能隔断直流量，使各级放大器的静态工作点相互独立。直接耦合放大器，各级工作点不再独立，相互影响和牵制。如图5-4所示电路中，VT1管的集电极电位恒等于VT2管的基极电位，即VCE1=VBE2。因此，无论VT2为硅或锗材料，都将使VT1管的动态范围太小（0.7V或0.3V），很容易产生饱和失真。图5-4为了保证各级都有合适的动态范围，就必须采取有效措施，既保证各级工作点合理，又保证直流信号能有效的传递。通常采用的措施是提高后级的发

3、射级电位，见图5-5所示。a图采用稳压二极管，b图采用电阻。容易理解a图的办法较好，因为稳压管的动态电阻很小，对放大器的放大倍数影响小。图5-52.零点漂移问题实验研究发现，直接耦合放大器即使将输入端短路，输出电压并不为零。而且这个不为零的电压会随时间作缓慢的、无规则的、持续的变动，这种现象称为零点漂移，简称零漂。产生这种现象的原因在于直接耦合，当外界因素（如温度、电源电压、晶体管内部的杂散参数等）变化时输出电压随之变化。其中温度的影响最大，所以有时把零漂也叫温漂。第一级的零漂经第二级放大，再传给第三级，依次传递的结果使外界参数的微小变化

4、，在输出端产生了较大的零漂电压。这个变化的电压与有用的输出信号混在一起，严重时甚至会淹没有用信号，使放大器无法工作。要抑制零漂，就要设法限制外界因素的变化，但技术难度太大，或者引入负反馈稳定静态工作点。实际上即使采用了负反馈，也只是减小零漂，因此必须考虑更有效的措施，目前最成熟的技术就是采用差动放大电路。二、差动放大电路（一）基本差动式放大电路的工作原理（二）带RE的差动放大电路（三）具有恒流源的差动式放大电路（一）基本差动式放大电路的工作原理1.静态分析2.动态分析3.共模抑制比图5-6图5-6所示为基本差动式放大电路，它由两个完全相

5、同的单管共射极放大电路组成。差动式放大电路有两个输入端，要求电路对称，即VT1、VT2的特性相同，外接电阻对称，RB1＝RB2，RC1＝RC2，RS1＝RS2，β1＝β2。1.静态分析静态时Ui1＝Ui2＝0。由于电路左右对称，输入信号为零时，IC1＝IC2，UC1＝UC2,则输出电压U0＝△UC1－△UC2＝0。当电源电压波动或温度变化时，两管集电极电流和集电极电位同时发生变化。输出电压仍然为零。可见，尽管各管的零漂存在，但总输出电压为零，从而使得零漂得到抑制。2.动态分析（1）差模输入（2）共模输入（3）抑制零点漂移的原理（1）差模输

6、入放大器的两个输入端分别输入大小相等极性相反的信号（即Ui1＝－Ui2），这种输入方式称为差模输入。差模输入电压差模电压放大倍数即差动式放大电路的差模电压放大倍数等于单管共射极电路的电压放大倍数。如果接上RL，则式中由于两管对称，RL的中点电位不变，相当于交流的零电位。对于单个管子来讲负载是RL的一半，即。输入电阻：因为输入回路经过两个管子的发射极和两个RS，所以输出电阻：因为输出端经过两个RC，所以ro＝2RC（2）共模输入在差动式放大电路的两个输入端，分别加入大小相等极性相同的信号。（即Ui1＝Ui2）,这种输入方式称为共模输入。共模

7、输入信号用Uic表示。共模输入时（Uic＝Ui1＝Ui2）的输出电压与输入电压之比称共模电压放大倍数，用AC表示。在电路完全对称的情况下，输出端电压UO＝UO1-UO2＝0,故AC＝UC/Ui＝0,即输出电压为零，共模电压放大倍数为零。这种情况称为理想电路。在差动放大电路中，无论是电源电压波动或温度变化都会使两管的集电极电流和集电极电位发生相同的变化，相当于在两输入端加入共模信号。由于电路完全对称，使得共模输出为零，共模电压放大倍数AC=0，从而抑制了零点漂移。电路放大的只是差模信号。（3）抑制零点漂移的原理3.共模抑制比理想状态下，即电

8、路完全对称时，差动式放大电路对共模信号有完全的抑制作用。实际电路中，差动式放大电路不可能作到绝对对称，这时UO≠0,AC≠0,AC＝Uo/△Ui，为了衡量差动式电路对共模信号的抑制能力，引入共