直接耦合放大電路

1、uituOt輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓偏離其輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓偏離其初始值上下漂動(dòng)的現(xiàn)象。初始值上下漂動(dòng)的現(xiàn)象。什么叫零點(diǎn)漂移？什么叫零點(diǎn)漂移？產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因 放大器件的參數(shù)（放大器件的參數(shù)（、ICEO等）等）因受溫度影響而發(fā)生波動(dòng)，使其因受溫度影響而發(fā)生波動(dòng)，使其Q點(diǎn)不穩(wěn)定，而直耦方式使工作點(diǎn)的變化得以逐級(jí)傳遞和放大。點(diǎn)不穩(wěn)定，而直耦方式使工作點(diǎn)的變化得以逐級(jí)傳遞和放大。零點(diǎn)漂移對(duì)放大電路的影響零點(diǎn)漂移對(duì)放大電路的影響漂移信號(hào)混在有用信號(hào)中，對(duì)輸出信號(hào)形成干擾，嚴(yán)重時(shí)漂移信號(hào)混在有用信號(hào)中，對(duì)輸出信號(hào)形成干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使放大電路的工作點(diǎn)進(jìn)入非線性區(qū)而產(chǎn)生失真

2、，甚至將會(huì)使放大電路的工作點(diǎn)進(jìn)入非線性區(qū)而產(chǎn)生失真，甚至將有用信號(hào)湮沒。有用信號(hào)湮沒。 級(jí)數(shù)越多，增益越高，零漂愈嚴(yán)重，級(jí)數(shù)越多，增益越高，零漂愈嚴(yán)重，第一級(jí)第一級(jí)的零漂影響最嚴(yán)重。的零漂影響最嚴(yán)重。溫度變化溫度變化最主要；最主要；電源電壓波動(dòng)和元器件參數(shù)的變化。電源電壓波動(dòng)和元器件參數(shù)的變化。3.3 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 (p154)零輸入零輸入零輸出零輸出若若V與與UC的變的變化一樣，則化一樣，則輸出電壓就輸出電壓就沒有漂移沒有漂移信號(hào)特點(diǎn)？能信號(hào)特點(diǎn)？能否放大？否放大？零點(diǎn)零點(diǎn)漂移漂移參數(shù)理想對(duì)稱：參數(shù)理想對(duì)稱：Rb1= Rb2，Rc1= Rc2， Re1= Re2;T1、T

3、2特性相同特性相同 3.3.2 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路長尾式差分放大電路的組成特點(diǎn)長尾式差分放大電路的組成特點(diǎn)典型典型電路電路信號(hào)特點(diǎn)？信號(hào)特點(diǎn)？ 一、差動(dòng)放大電路的相關(guān)概念一、差動(dòng)放大電路的相關(guān)概念差放的性能特點(diǎn)：差放的性能特點(diǎn)：可以有效地抑制零點(diǎn)漂移?？梢杂行У匾种屏泓c(diǎn)漂移。1 1、 “ “差動(dòng)放大差動(dòng)放大”的含義是什么？的含義是什么？差放的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：差放的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：平衡（對(duì)稱）平衡（對(duì)稱）2 2、 差動(dòng)放大電路的主要特點(diǎn)是什么？差動(dòng)放大電路的主要特點(diǎn)是什么？差動(dòng)放大電路也叫差分放大電路，簡(jiǎn)稱差動(dòng)放大電路也叫差分放大電路，簡(jiǎn)稱差放差放。即差放只是即差放只是放大兩個(gè)輸入信號(hào)之差放大兩個(gè)輸入

4、信號(hào)之差。差放差放ui1ui2uO1uO212“差動(dòng)放大差動(dòng)放大”有差別才放大。有差別才放大。3 3、差模信號(hào)、共模信號(hào)和任模信號(hào)、差模信號(hào)、共模信號(hào)和任模信號(hào)差放差放ui1ui2共模信號(hào)：共模信號(hào)：（大小相等極性相同）（大小相等極性相同）差模信號(hào)：差模信號(hào)：（大小相等而極性相反）（大小相等而極性相反）ui1=ui2=uiC21iiuu 任模信號(hào)：任模信號(hào)：ui1 、ui2 既非共模信號(hào)亦非差模信號(hào)。既非共模信號(hào)亦非差模信號(hào)。任模信號(hào)可以分解為共模分量與差模分量的組合。任模信號(hào)可以分解為共模分量與差模分量的組合。;21iiiduuu );(2121iiiCuuu+ + ;211idiCiuuu

5、+ + ;212idiCiuuu 4 4、任模信號(hào)的分解、任模信號(hào)的分解21iiiduuu 差模輸入信號(hào)差模輸入信號(hào).例如：例如： ui1=5mV；ui2=- -3mV21iiiduuu mV8 mV1 mVmV 41+ + mVmV41 )(2121iiiCuuu+ + 211idiCiuuu+ + 212idiCiuuu 給電路加上正給電路加上正的共模信號(hào)的共模信號(hào) 21,BBii Eu 21BEBEuu、 21,EEii 21,BBii共模負(fù)反饋共模負(fù)反饋假設(shè)加上假設(shè)加上差模信號(hào)差模信號(hào) 21,BBii 21,EEii不不變變Eu無負(fù)反饋?zhàn)饔脽o負(fù)反饋?zhàn)饔?1、長尾式差動(dòng)放大電路、長尾式差

6、動(dòng)放大電路（1 1）電路結(jié)構(gòu)）電路結(jié)構(gòu) T1、T2差分對(duì)管組成對(duì)稱電路。差分對(duì)管組成對(duì)稱電路。 采用雙電源供電采用雙電源供電EC - -EE。;21CCCRRR ;21bbbRRR ;21 bebeberrr 21T1、T2的發(fā)射極同時(shí)接長尾電阻的發(fā)射極同時(shí)接長尾電阻Rem，其作用是引入其作用是引入共模負(fù)反饋共模負(fù)反饋，T1 RbRb- -EERemuO1ui1 RCECRCui2T2uO2 IB IBICIEIE2IEIC抑制共模信號(hào)，抑制共模信號(hào)， 但對(duì)差模信號(hào)沒有負(fù)反饋?zhàn)饔谩５珜?duì)差模信號(hào)沒有負(fù)反饋?zhàn)饔?。兩管的兩管的零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移相同，等同于在兩個(gè)輸入端加了相同，等同于在兩個(gè)輸入端加了共

7、模信號(hào)共模信號(hào)，（2 2）抑制零點(diǎn)漂移的原理）抑制零點(diǎn)漂移的原理由于由于Rem具有共模負(fù)反饋?zhàn)饔?，因而使零點(diǎn)漂移受到抑制。具有共模負(fù)反饋?zhàn)饔?，因而使零點(diǎn)漂移受到抑制。Rem愈大，電路對(duì)稱性越好，抑制零漂移的效果愈好；愈大，電路對(duì)稱性越好，抑制零漂移的效果愈好；抑共模，含零漂；放大差模，質(zhì)量好抑共模，含零漂；放大差模，質(zhì)量好 差放電路質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)對(duì)稱是關(guān)鍵差放電路質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)對(duì)稱是關(guān)鍵 二、二、 基本差動(dòng)放大電路基本差動(dòng)放大電路0 )()(C2CQ2C1CQ1C2C1O + + + + uuuuuuu0 cIcOcc AuuA，參參數(shù)數(shù)理理想想對(duì)對(duì)稱稱時(shí)時(shí)共共模模放放大大倍倍數(shù)數(shù)C21CC21C

8、B21Buuiiii IcI2I1uuu 對(duì)于每一邊電路，對(duì)于每一邊電路，Re=?C1OC21CC21CB21B2 uuuuiiii iE1= iE2，Re中電流不變，即中電流不變，即Re 對(duì)差模信號(hào)無反饋對(duì)差模信號(hào)無反饋2/IdI2I1uuu （3 3）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析T1 RbRb- -EERemuO1ui1 RCECRCui2T2uO2 IB IBICIEIE2IEIC因電路對(duì)稱，只需討論單管。因電路對(duì)稱，只需討論單管。;21CCCIII ;21BBBIII ;21EEEIII EemEBEbBERIURI + + +2;)1 ( 2embBEEBRRUEI + + + ;BCII ;

9、CCCCRIEU BEBBEURIU 0ECCCCEURIEU ;BEU BECCCURIE+ + Rem愈大，電路對(duì)稱性越好，抑制零漂移的效果愈好；愈大，電路對(duì)稱性越好，抑制零漂移的效果愈好；Rem Rem上的直流壓降上的直流壓降EE ；同時(shí)大電阻在集成電路同時(shí)大電阻在集成電路中亦不易實(shí)現(xiàn)，中亦不易實(shí)現(xiàn)， 因此實(shí)際中常用恒流源代替因此實(shí)際中常用恒流源代替Rem。偏置采用恒流源，差放性能更理想偏置采用恒流源，差放性能更理想 RLRbRbui1 RCECRCui2- -EEIEErO（1 1）電路結(jié)構(gòu)）電路結(jié)構(gòu)（2 2）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析IBIBICIEIE由于電路對(duì)稱，由于電路對(duì)稱，;21EE

10、EII ;21EEECIII );1/( + + EBIIBEBEBBEUURIU 0ECCCCEURIEU 求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由恒流源入手。求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由恒流源入手。BECCCURIE+ + 2、恒流源式差動(dòng)放大電路、恒流源式差動(dòng)放大電路 )(2bebBIdrRiu+ + 為什么？為什么？bebLcd)2( rRRRA+ + 差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)IdOdduuA )2(2LcCOdRRiu 2 )(2cobebiRRrRR + + ， 差動(dòng)放大器的動(dòng)態(tài)分析差動(dòng)放大器的動(dòng)態(tài)分析 動(dòng)態(tài)參數(shù)：動(dòng)態(tài)參數(shù)：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR共模抑制比共模抑制比KCMR：綜合考察差分放大電路

11、放大：綜合考察差分放大電路放大差模信號(hào)的能力和抑制共模信號(hào)的能力。差模信號(hào)的能力和抑制共模信號(hào)的能力。下下，在在參參數(shù)數(shù)理理想想對(duì)對(duì)稱稱的的情情況況 CMRcdCMRKAAKRbRb RCECRC- -EEIEErORbRb RCECRC- -EEIEErO根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法根據(jù)信號(hào)源和負(fù)載的接地情況，差分放大電路有四種接法+ +- -uid+ +- - uORbRb RCECRC- -EEIEErO+ +- -uO+ +- -uid+ +- - uORbRb RCECRC- -EEIEErO+ +- -uOuiduid雙雙入入雙雙出出雙雙入入單單出出單單入入雙

12、雙出出單單入入單單出出四種接法四種接法 1. 雙雙端輸端輸入單入單端輸端輸出出：Q點(diǎn)分析點(diǎn)分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQ1 )(RIVURRIVRRRU + + 輸入回路沒有變化，所輸入回路沒有變化，所以以IEQ、IBQ、ICQ與雙端與雙端輸出時(shí)一樣，但是輸出時(shí)一樣，但是UCEQ1 UCEQ21. 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：差模差模信號(hào)作用下的分析信號(hào)作用下的分析bebLcd)( 21rRRRA+ + cobebi)(2RRrRR + + ，(/);2()odCcLIdBbbeuiRRuiRr + +1. 雙端輸入單端輸出：雙端輸入單端輸出：共模共模信號(hào)作用下的分析信號(hào)作

13、用下的分析bebLcd)( 21rRRRA+ + ebebLcc)1(2)( RrRRRA + + + + bebebebCMR)1(2rRRrRK+ + + + + 1. 雙端輸入單端輸出：?jiǎn)栴}討論雙端輸入單端輸出：?jiǎn)栴}討論bebLcd)( 21rRRRA+ + （1）什么情況下）什么情況下Ad為為“”？（2）雙端輸出時(shí)的）雙端輸出時(shí)的Ad是單端輸出時(shí)的是單端輸出時(shí)的2倍嗎？倍嗎？bebebebCMR)1(2rRRrRK+ + + + + cobebi)(2RRrRR + + ，2. 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出共模輸入電壓共模輸入電壓差模輸入電壓差模輸入電壓 輸入差模信號(hào)的同時(shí)總是伴隨

14、著共模信號(hào)輸入：輸入差模信號(hào)的同時(shí)總是伴隨著共模信號(hào)輸入：2/IIcIIduuuu，2. 單端輸入雙端輸出單端輸入雙端輸出OQIcIdO2UuAuAu+靜態(tài)時(shí)的值靜態(tài)時(shí)的值差模輸出差模輸出共模輸出共模輸出3. 最后，對(duì)最后，對(duì)單入、單出電路單入、單出電路，其靜、動(dòng)態(tài)分析與，其靜、動(dòng)態(tài)分析與雙入單出同；對(duì)輸入信號(hào)的分析與單入雙出同。雙入單出同；對(duì)輸入信號(hào)的分析與單入雙出同。單入、雙出電路單入、雙出電路與雙入、雙與雙入、雙出電路的出電路的Q點(diǎn)及動(dòng)態(tài)參數(shù)分點(diǎn)及動(dòng)態(tài)參數(shù)分析完全相同析完全相同3. 四種接法的比較四種接法的比較 (電路理想對(duì)稱電路理想對(duì)稱)輸入方式輸入方式： Ri均為均為2(Rb+rbe

15、)；雙入無共模，單入有共模；雙入無共模，單入有共模輸出方式輸出方式：Q點(diǎn)、點(diǎn)、Ad、 Ac、 KCMR、Ro均與之有關(guān)均與之有關(guān)coCMRcbebLcd2 0 )2(RRKArRRRA + + 雙雙端端輸輸出出： cobebebebCMRebebLccbebLcd )(2)1(2 )1(2)( )(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA + + + + + + + + + + + 單單端端輸輸出出：說明：說明： 差放的動(dòng)態(tài)指標(biāo)與輸入方式無關(guān)；差放的動(dòng)態(tài)指標(biāo)與輸入方式無關(guān)；差放的增益、輸出電阻以及共模抑制比與輸出方式有關(guān)。差放的增益、輸出電阻以及共模抑制比與輸出方式有關(guān)。雙端輸出可以更加有

16、效地抑制零點(diǎn)漂移。雙端輸出可以更加有效地抑制零點(diǎn)漂移。關(guān)于差動(dòng)放大電路動(dòng)態(tài)分析的小結(jié)關(guān)于差動(dòng)放大電路動(dòng)態(tài)分析的小結(jié)不管差放的輸入方式和輸入信號(hào)的類型是什不管差放的輸入方式和輸入信號(hào)的類型是什么，差放的輸出電壓都可以用下式來計(jì)算：么，差放的輸出電壓都可以用下式來計(jì)算：如果輸入信號(hào)僅有差模成分時(shí)，如果輸入信號(hào)僅有差模成分時(shí)，差放差放ui1ui2uO1uO212iCuCidudOuAuAu+ + idudOuAu 如果輸入信號(hào)僅有共模成分時(shí)，如果輸入信號(hào)僅有共模成分時(shí)，iCuCOuAu 當(dāng)輸入信號(hào)為任模信號(hào)時(shí)，將之分解為共模分量和差模分量的當(dāng)輸入信號(hào)為任模信號(hào)時(shí)，將之分解為共模分量和差模分量的組合，

17、然后代入組合，然后代入 中進(jìn)行計(jì)算。中進(jìn)行計(jì)算。iCuCidudOuAuAu+ + , 1 . 0,100 uCudAA)(sin3),(sin521mVtumVtuii 例如：已知某差放的例如：已知某差放的，寫出輸出電壓，寫出輸出電壓uo的表達(dá)式。的表達(dá)式。iCuCidudOuAuAu+ + tt sin)1 . 0(sin8100 + + )(sin)1 . 0800(mVt + + );(sin821mVtuuuiiid )(sin)(2121mVtuuuiiic + + 四、改進(jìn)型差分放大電路四、改進(jìn)型差分放大電路 (p165)(具有恒流源的差放具有恒流源的差放) 為什么要采用電流源？為什么要采用電流源？ Re 越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，越大，共模負(fù)反饋越強(qiáng)，Ac越小，越小，KCMR越越大，差放性能越好大，差放性能越好 為使靜態(tài)電流不變，為使靜態(tài)電流不變，Re 越大，導(dǎo)致越大，導(dǎo)致VEE越大越