差动放大电路.ppt

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1、电子技术模拟电路部分第三章集成运算放大电路差动放大器1主要内容§1概述§2差动放大电路的基本形式§3射极耦合差动放大电路§4具有恒流源差动放大电路2集成运算放大电路概述集成电路：是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成运算放大电路：最初用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分等）上，故被称为集成运算放大电路，简称集成运放。集成运放的电路结构特点一、因为硅片上不能制

2、作大电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。二、因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种差分放大电路（作输入级）和恒流源电路（作偏置电路或有源负载）。三、因为制作不同形式的集成电路，只是所用掩模不同，增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许采用复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。四、因为硅片上不宜制作高阻值电阻，所以在集成运放中常用有源元件（晶体管或场效应管）取代电阻。五、集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式，以得

3、到各方面性能俱佳的效果。输入级：输入电阻高、静态电流小、共模抑制比高，常采用差动放大电路。中间级：采用有源负载的共发射极电路，增益大。偏置电路：为各级设置合适的静态工作点，镜像电流源，微电流源。输出级：线性范围宽、输出电阻小（即带负载能力强）、非线性失真小等。常用互补共集放大电路构成。输入级偏置电路中间级输出级+uouid集成运放的组成及其各部分的作用在实践中，通常采用多级放大电路对信号进行放大多级放大电路各级间的连接方式（耦合方式）有三种：阻容耦合，直接耦合，变压器耦合6阻容耦合阻容耦合的优点：由于前后级是通过电容相连的，所

4、以各级的静态工作点是相互独立的，不互相影响，这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。阻容耦合的缺点：不适用传送缓慢变化的信号。更不能传送直流信号；另外，大容量的电容在集成电路中难以制造，所以，阻容耦合在线性集成电路中无法采用。7直接耦合为了避免电容对缓慢信号带来的不良影响，去掉耦合电容，将前级输出直接连到下一级，我们称之为直接耦合。直接耦合的缺点：适用传送缓慢变化的信号。直接耦合的缺点：前后级Q点相互影响。零点漂移。8变压器耦合通过变压器，把初级的交流信号传送到次级。而直流电压和电流通不过变压器。变压器耦合主要用于功率放

5、大电路。优点：实现交流的传送而直流不能通过。而且可变换电压和实现阻抗匹配。缺点：体积大、重量大、频率特性差。9uiRC1R1T1直接耦合电路的特殊问题增加R2、RE2:用于设置合适的Q点。问题1:前后级Q点相互影响。2.差动放大电路的基本形式+UCCuoRC2T2R2RE210问题2:零点漂移。前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得当ui等于零时，uo不等于零。uiRC1R1T1+UCCuoRC2T2R2RE2uot0有时会将信号淹没11一、结构特点：结构对称。2.基本差动放大电路12vi1vi2线性放大电路vo共模信号输入电

6、压：差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。共模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。共模信号与差模信号差模信号输入电压：二、抑制零漂的原理uo=UC1-UC2=0uo=(UC1+uC1)-(UC2+uC2)=0当ui1=ui2=0时：当温度变化时：14三、差模电压放大倍数Aud差模输入信号：ui1=-ui2=1/2*Uid（大小相等，极性相反）(很大，>1)因ui1=-ui2，uo1=-uo2uo=uo1-uo2=2uo1差模电压放大倍数：差模输入电压：Uid＝Ui1－Ui215四、共模电压放

7、大倍数AuC共模输入信号：ui1=ui2=uiC（大小相等，极性相同）理想情况：ui1=ui2uC1=uC2uo=0共模电压放大倍数：（很小，<1)但因两侧不完全对称，uo016五.任意输入的信号:ui1,ui2，都可分解成差模分量和共模分量。注意：ui1=uiC+uid；ui2=uiC-uid例:ui1=20mV,ui2=10mV则：uid=5mV,uic=15mV差模分量:共模分量:173.射极耦合差动放大电路基本差动放大电路靠电路的对称性，在电路的两管集电极c1、c2间输出，将温度的影响抵消，这种输出我们称为双端输出

8、。而实际电路中每一个管子并没有任何措施消除零漂，所以，基本差动电路存在如下问题。①由于电路难于绝对对称，所以输出仍然存在零漂。②由于每一个管子没有采取消除零漂的措施，所以当温度变化范围十分大时，有可能差动放大管进入截止或饱和，使放大电路失去放大能力。③在实际工作