[模电专栏]

文章目录

A 差分放大电路
- A.a 零点漂移现象及其产生的原因
- A.b 长尾式差分放大电路的组成
- A.c 长尾式差分放大电路的分析
- - A.c.a 静态分析
  - A.c.b 动态分析
- A.d 差分放大电路的四种接法
- - A.d.a 双端输入单端输出差分放大电路
  - A.d.b 单端输入双端输出差分放大电路
- A.e 具有恒流源的差分放大电路
- A.f 差分放大电路的改进
- - A.f.a 加调零电位器
  - A.f.b 场效应管差分放大电路

A 差分放大电路

A.a 零点漂移现象及其产生的原因

<1> 什么是零点漂移现象：输入变化ΔuI=0\Delta u_I=0ΔuI=0,而输出变化Δuo≠0的现象。\Delta u_o \not=0的现象。Δuo=0的现象。

产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。

克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿
典型电路：差分放大电路

A.b 长尾式差分放大电路的组成

加一个可变电动势VVV，输出电位漂移它就改变电势调整输出电压为零。

假设左右是一摸一样的电路，而且它们的环境也相同，那么它们的漂移也就一样了。运用这个就可以抵消漂移。(用零漂打败零漂)

备注：共模信号：大小相等，极性相同。差模信号：大小相等，极性相反。

ReR_eRe过大，必然导致静态工作点降低，使得放大器的动态范围变小。

在理想对称的情况下：

克服零点漂移
零输入零输出
抑制共模信号

两边放大器的输入信号大小和方向都相等（共模信号），电压放大倍数也一样，输出就被抵消，没能被放大。

放大差模信号

A.c 长尾式差分放大电路的分析

A.c.a 静态分析

A.c.b 动态分析

发射极电阻ReR_eRe流过的电流为IE1+IE2I_{E1}+I_{E2}IE1+IE2，所以负反馈效果加倍。

由于两端输入电压方向相反，一边增大，就有一边减小，所以RLR_LRL的中点电势不随输入电压变化增大而增大，可以视为接地。

ΔiE1=−ΔiE2\Delta i_{E1}=-\Delta i_{E2}ΔiE1=−ΔiE2，ReR_eRe中电流不变，即ReR_eRe对差模信号无反馈作用，把它视为短路。

A.d 差分放大电路的四种接法

A.d.a 双端输入单端输出差分放大电路

不对称

进行戴维南等效，得到：

VCC′=RLRc+RLVCCV'_{CC}=\frac{R_L}{R_c+R_L}V_{CC}VCC′=Rc+RLRLVCC
Rc′=RC//RLR_c'=R_C//R_L Rc′=RC//RL

差模时流过ReR_eRe的电流为0。

增大ReR_eRe，共模抑制比越大。

T2T_2T2的RcR_cRc可以断路，对输出没影响。

A.d.b 单端输入双端输出差分放大电路

分解为差模和共模的叠加。

A.e 具有恒流源的差分放大电路

A.f 差分放大电路的改进

A.f.a 加调零电位器

1 为什么加RWR_WRW?

当两边不是理想对称时，输入信号为0时输出不是0。因此需要电位器调整。

2 RWR_WRW取值大还是小？
如果需要RWR_WRW阻值大，说明电路对称性差,要重新选择元件。

3 RWR_WRW对动态参数的影响？
一定会：输入电阻，放大倍数

4 若RWR_WRW滑动端在中点，写出AdA_dAd和RiR_iRi的表达式。

A.f.b 场效应管差分放大电路

用叠加法：
1.将uI2u_{I2}uI2置零，看uI1u_{I1}uI1单独作用有多少共模，多少差模
2 将uI1u_{I1}uI1置零，看uI2u_{I2}uI2单独作用有多少共模，多少差模
3 把两种情况加起来。
uId=10−5u_{Id}=10-5uId=10−5;uIc=10/2+5/2=7.5u_{Ic}=10/2+5/2=7.5uIc=10/2+5/2=7.5

由已知条件可求得AcA_cAc

图片来源：模拟电子技术基础（华成英/清华大学）；

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