南航考研模拟电子线路(模电)第四章02

4.1 电流源电路4.2 差动放大电路4.3 双极型集成运算放大器4.4 场效应管集成运算放大器4.5 集成运算放大器的主要技术参数4.6 理想集成运算放大器4.7模拟乘法器原理4.2 差动放大电路4.2.1 双极型三极管差动放大电路4.2.2场效应管差动放大电路4.2.3差动放大电路的传输特性电子线路基础4.2.1 双极型三极管差动放大电路1.电路组成与工作原理（1）电路组成u i u i2u o2u ou o1V CCEE EV 12T T R B2B1C1C2EEEE2E....-L电子线路基础(2) 工作原理①放大差模信号差模信号: 施加在差放两个输入端的信号为大小(幅值)相同、极性相反的一对输入信号(即) 。

图中差模输入电压信号为:差模电压放大倍数:u o2u ou o1VCCEE V 12T T R BBCCE.-u idu i1-u i1u i2=1i 2i u u -=212122i i i i id u u u u u -==-=2i 1i odid od ud u u u u u A -==电子线路基础②抑制共模信号共模信号: 在差动放大电路的两个输入端施加大小(幅值)相等、极性相同的一对输入信号(即)。

共模电压放大倍数：u o2u ou o112T T CCEE V R E +-V CC BBu iu i1u i2+-u icic 2i 1i u u u ==icocuc u u A =(3)共模抑制比共模抑制比：衡量差动放大电路放大差模信号、抑制共模信号的能力，用表示，定义为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即：越大，说明差放放大差模信号、抑制共模信号能力越强。

工程上也常用来表示共模抑制比。

CMRK CMR K CMRK ucudCMR A A K(dB)/lg 20uc ud A A2.抑制零点漂移的原理(1)发射极电阻的作用温度T↑或↑→ ↑→ →↑→ ↑对共模信号具有很强的抑制作用(2)输出端取电压差抑制法当差放电路的输入端加共模信号时，两个输出端对地信号电压与大小相等、极性相同。

当输出端取电压差时，为零，其共模电压放大倍数为。

ic u )(2E 1E i i ↑E E 2R i ↓)(BE2BE1U U )(2B 1B i i )(2E 1E i i E R 1o u 2o u 2o 1o oc u u u -=oc u 0A =电子线路基础3.对一般输入信号的放大特性差动放大电路两个输入端信号之差：有：差动放大电路两个输入端信号的平均值：可得:2i 1i id u u u -=⎭⎬⎫-==id 2i id 1i 5.05.0u u u u 22i 1i ic u u u +=⎪⎭⎪⎬⎫+-=++--=+=++-=ic id 2i 1i 2i 1i 2i ic id 2i 1i 2i 1i 1i 21)(21)(2121)(21)(21u u u u u u u u u u u u u u电子线路基础u o2u o1u o2T 1T CCEE V R E --V CCBBu id u id u i1122R L C 1C 2icuc id ud o u A u A u ⋅+⋅=电子线路基础4.差动放大电路的性能分析双端输入:、。

单端输入:、中有一个信号为零。

从差动放大电路的输出端:双端输出方式、单端输出方式01i ≠u 02i ≠u 1i u 2i u u o2u ou o112T T C CEE V R E +-V CCBBu iu i1u i2+-u icu o2u ou o112T T CCR EBBu i1u i2C 2C 1R Li e1i e2i REi b1i c1i c2i b2Eu o2u ou o112T T CC2R E BBu icC 2C 1R Li icE 2R EE（1）静态分析在静态时，有。

设电路完全对称，即，，，则有02i 1i ==u u βββ==21C 2C 1C R R R ==B B2B1R R R ==QQ Q U U U BE 2BE 1BE ==QQ Q I I I E 2E 1E ==Q Q Q I I I C 2C 1C ==QQ Q I I I B 2B 1B ==QQ Q U U U CE 2CE 1CE ==u o2u ou o112T T C CV R E +-V CCBBu iu i1u i2+-u ic可求出：通常，，，则相应可有：则EE BE B EE 2R I U R I V Q Q B Q ⋅⋅++⋅=1>>β<<Q U BE EE V <<B Q R I B E EQ R I E EEE 2R V I Q ≈Q Q I I C E ≈β/C B Q Q I I =()EE C C EE CC CE 2R I R I V V U Q Q Q ⋅-⋅---=()E C E CC CE 22R R I V U Q Q +⋅-≈u o2uou o112T T CCEE V R E +-V CCBBu iu i1u i2+-u ic电子线路基础（2）动态性能分析1)差模特性①双端输入 双端输出u o2u ou o112T T CCR EBBu i1u i2C 2C 1R Li e1i e2i REi b1i c1i c2i b2Eu idu idu idu odu odu odR B R BR CR CR LR LR oR ir beib1i b1ib2i b2..222222u o1u o2r beu o2u ou o112T T CCR EBBu i1u i2C 2C 1R Li e1i e2i REi b1i c1i c2i b2E beL 1u 2u 1u id2u id 1u id 2o 1o id od ud β)(21)5.0(5.0r R R A A A u A u A u u u u u u A B id +'⋅-==+=⋅--⋅=-==u idu idu idu odu odu odR B R BR CR CR LR LR oR ir beib1i b1ib2i b2..222222u o1u o2r beu o2u ou o112T T CCR EBBu i1u i2C 2C 1R Li e1i e2i REi b1i c1i c2i b2E )(2be iidid r R i u R B +==Cod 2R R =差模输入电阻为：差模输入情况下，差放输出端的输出电阻为：②双端输入-单端输出差模电压放大倍数为：差模输入电阻为：差模输出电阻为：若接在的集电极与地之间，则：＝()be L1i 1o id od ud 2β2r R R u u u u A B +'⋅-===()be id 2r R R B +=Cod R R ≈L R β'⋅ud A电子线路基础2)共模特性u o2u ou o112T T CC2R E BBu icC 2C 1R Li icE2R EE u ici icu ou o1u o2R LR Libibi bi b...R ER B R E 22r ber beR B 0ic 2o 1o ic oc uc =-==u u u u u A 双端输出时共模电压放大倍数为：单端输出时()Ebe Lic 1o uc β12βR r R R u u A B +++'⋅-==LR A '-≈电子线路基础②共模输入电阻③共模抑制比双端输入-双端输出时：单端输入-单端输出时：[]E be ic ic ic ic )β1(2212R r R i u i u R B b ⋅+++===∞==ucudCMR A A K ()be EL be Luc ud CMR 2r R R R r R R A A K B B +⋅=⎪⎪⎫⎛'+'⋅==ββ电子线路基础③单端输入当、或、时，为单端输入情形。

i 1i u u =02i =u i10u =i2iu u =电子线路基础4.2.2场效应管差动放大电路1.JFET 差动放大电路I ou o 1T 2T DDu i u i2V DDR L u o1u o2S①当输入共模信号时②当输入差模信号时对于双端输出情况（即），可得对于单端输出情况（设），可得③JFET 差放电路的差模输入电阻、共模输入电阻都近似为无穷大。

双端输出时：0uc =A 1u id2o 1o udA u u u A =-=)//5.0()////5.0(D L m ds D L m R R g r R R g ⋅-≈⋅-=id1o udu u A =)//(5.0)////(5.0D L m ds D L m R R g r R R g ⋅⋅-≈⋅⋅-=DD ds od 2)//(2R R r R ≈=2.MOS 管差动放大电路I SSV u o 1T 2T DDu i 2u iV DDR L D 1D 2电子线路基础4.2.3差动放大电路的传输特性1.双极型三极管差动放大电路的传输特性u o 112T T Cu i u i 2EE u EB u 2E B i c2i c1u E(ro )V CCV C电子线路基础得：而得：T1BE S 1E 1C U u eI i i ⋅=≈T2BE S 2E 2C U u eI i i ⋅=≈，T2BE 1BE 2C 1C U u u e i i -=EE 2C 1C I i i =+2BE 1BE id u u u -=，id T id id id TTTidid T T2EE EE C12222id EE EE EE EE 1 th u U u u u U U U u u U U I I ei eeeu I I I I e e---⋅==++⎛⎫-=+⋅=+⋅ ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅-=+-⋅+=+=+=----T id EE EE 2222EE EE 222EE EE 2C 2th 2222 1Tid T id Tid Tid T id T id Tid Tid U u I I ee ee I I eeeI eI i U u U u U u U u U u U u U u U uU T U TU T U T U TU T U T U T -6-2-4-++2+4+6C1C2虚线表示差动对管射极接负反馈电阻时，传输性曲线线性工作区扩大R E u idEEI i i i C 0.5EEI结论：①当时：当输入差模信号时：②差模输入电压的线性工作范围为：。

差放电路在大信号输入时有很好的限幅特性。