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差分放大電路分析

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2018-10-02

    典型的差分放大電路如圖所示。

文本框: 圖4.2典型差分放大電路

1. 電路的主要類型
    按輸入輸出方式分:有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出四種類型。
    按共模負反饋的形式分:有典型電路和射極帶恒流源的電路兩種。

2.電路的主要特點
    (1)電路結構具有對稱性
        兩個晶體管的參數相同,電路兩邊完全對稱。
    (2)抑制零點漂移
        由于電路兩邊完全對稱,兩個晶體管集電極的零點漂移也相等,雙端輸出時電路的零點漂移為零;單端輸出時射極電阻RE的共模負反饋具有抑制零點漂移的能力。即差分放大電路利用電路的對稱性和共模負反饋抑制零點漂移。
    (3)抑制共模信號
        當兩個輸入信號為大小相等、方向相同的“共模信號”時,由于電路的對稱性和共模負反饋的作用,輸出共模信號很小。雙端輸出時,輸出共模信號近似為零。
    (4)放大差模信號
        當兩個輸入信號為大小相等、方向相反的“差模信號”時,由于電路的對稱性,兩個輸出端有大小相等、方向相反的“差模信號”輸出。雙端輸出時,輸出差模信號等于兩邊輸出電壓之和,即該電路對差模信號有較大的放大能力。
    (5)共模抑制比
        差分放大電路對差模信號有較強的放大能力,而對共模信號有較強的抑制能力。即差模放大倍數大,而共模放大倍數小。為了綜合評價差分放大電路性能定義共模抑制比越大越好。

2. 靜態分析方法
    利用電路的對稱性,將電路分解成兩半,原電路中的RE(電流為2IE1)在等效電路中應該為2RE(電流為IE1),根據電路列方程求解靜態工作點。

3. 動態分析方法
    (1)小信號差模特性
        按差模信號的性質畫出差模等效電路,分析計算差模電壓放大倍數、差模輸入電阻和輸出電阻。對圖4.2所示的典型電路,當電路輸入差模信號時,流過射極電阻RE的信號電流等于零。分析差模電壓放大倍數時射極按“交流地”處理,分析差模輸入電阻時射極電阻RE按開路處理。根據電路的對稱性,雙端輸出時負載電阻折半處理,單端輸出時負載電阻不必折半。
    (2)小信號共模特性
        按共模信號的性質畫出共模等效電路,分析計算共模電壓放大倍數、共模輸入電阻和共模抑制比。對圖4.2所示的典型電路,當電路輸入共模信號時,流過射極電阻RE的信號電流等于單管射極電流的兩倍,共模等效電路中的射極電阻按2RE處理。
    (3)任意輸入信號分解
        如果電路的兩個輸入信號既不是差模信號又不是共模信號,這時可將兩個任意輸入信號uI1和uI2分解成差模和共模兩種性質的輸入信號。
        uI1=uI+uId/2,  uI1=uI-uId/2
        其中
        電路的總輸出信號為:
        差分放大電路的單端輸入方式相當于雙端輸入方式時uI1或uI2等于零的情況。
        圖4.2所示典型電路的技術指標如表1所列。
    (4)大信號特性
        當輸入信號在±26mV范圍內,電流與電壓之間有良好的線性關系。當輸入信號超過±100 mV后,兩個放大管的電流幾乎不再隨輸入電壓變化,出現了一個管子進入截止區,而另一個管子的電流則接近IE(=IE1+IE2)的情況,這是很有用的限幅特性。

表1典型差分電路的技術指標

Tags:差分放大電路分析,差分放大電路  
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