射级耦合差分式放大电路
差分式放大电路
差分式放大电路
差分式放大电路一、直接耦合多级放大电路的零点漂移
多级放大电路的耦合方式为了获得足够高的增益或满足输入电阻、输出电阻的特殊要求，实用的放大电路通常由几级基本放大单元级联而成，构成多级放大电路。
各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种。
式中gm 为T1、T2 的互导。
输入电阻的计算与BJT 构成的差分放大电路有所差别。
由于场效应管的输入电阻很大，栅极电流可忽略不计。
同时，该电路的栅极有Rg 电阻接地。
所以，差模输入电阻为
Rid»Rg
十、差分放大电路的传输特性
差分式放大电路在小信号线性工作状态下的放大作用。
当信号较大时，输入输出的关系可通过传输特性曲线来描述。
下面以图1 所示电路为例进行讨论。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
差分放大电路：零漂、组成、直流分析
算到输入端的等效输入漂移电压值。
抑制零漂（温漂）的措施
• 引入直流负反馈：Q点的漂移，故引入Re稳定Q点。
• 用热敏元件进行温度补偿：二极管——图2.4.6。
• 采用差分式放大电路：利用特性相同的管子，使它
们 的温漂相互抵消。
1.2 差分式放大电路的组成及其直流分析
放大倍数大为减小。在实际电路中，均满
足Re>RC ，故|Ac(单)|<0.5，即差动放大器
对共模信号不是放大而是抑制。共模负反
馈电阻Re越大，则抑制作用越强。
1.4 差分放大电路对差模信号的放大作用
uI1=uId1，uI2=uId2 ，
而uId1= - uId2
ib1= -ib2 ie1= -ie2 uc1= -uc2
恒流源电路的简化画法及电路调零措施
差动放大器的传输特性
差分放大电路的电压传输特性
本章小结
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（1）零漂——温漂——静漂
（2）差分电路的静态分析
（3）对共模信号的抑制：Re=2Re
理想对称
（4）对差模信号的放大：没Re
（5）共模抑制比KCMR
（6）四种接法时的计算
（7）改进型差分放大电路
输出电压为： uO=Aduid+Acuic
Ac=0时： uO=Aduid
差动放大电路的输出与两个
输入电压的差值成正比，与
输入电压本身的大小无关
例
题
单端输入差放电路的分析
Ui1=Ui Ui2=0
处理方法：按任意信号处理
Uic1=Uic2=(Ui+0)/2= Ui/2
康光华《电子技术基础-模拟部分》(第5版)笔记和课后习题(模拟集成电路)【圣才出品】
在电路中，当电源电压VCC 和 VEE 发生变化时， IREF 以及 VBE 也将发生变化，由于
Re的值一般为数千欧，使 IC2 的变化远小于 IREF 的变化，因此，电源电压波动对工作电流
IC2 的影响不大。同时，T0对T1有温度补偿作用，所以 IC1 的温度稳定性也较好。
- VEE
图6-2 微电流源
IIB (IBN IBP ) / 2
输入偏置电流的大小，在电路外接电阻确定之后，主要取决于运放差分输入级BJT的
性能，当它的β值太小时，将引起偏置电流增加。
3．输入失调电流
当输入电压为零时，流入放大器两个输入端的静态基极电流之差称为输入失调电流
IIO：
4．温度漂移
由于温度变化引起的输出电压产生的漂移，通常把温度升高一度输出漂移折合到输入
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第 6 章 模拟集成电路
6.1 复习笔记
一、集成电路中的直流偏置技术
所谓电流源是指电流恒定的电源。电流源电路直流电阻小，交流电阻大，具有温度补
偿作用。它除了可为电路提供稳定的直流偏置外，还可以作为放大电路的有源负载以获得
W4 W1
/ /
L4 L1
I REF
电流源的基准电流为
I REF I D0 Kn0 (VGS 0 VT 0 )2
（3）JFET 电流源
图 6-4 MOSFET 多路电流源
3 / 51
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台
如图 6-5（a）所示，如将 N 沟道结型场效应管的栅极直接与源极相连，则可得到简
射极耦合差分式放大电路对共模信号有相当强的抑制能力，但它的差模输入阻抗很低。 （2）带有源负载的射极耦合差分式放大电路
集成运算放大器内部电路的输入级一般都采用差分式放大电路，这是为什么-
集成运算放大器内部电路的输入级一般都采用差分式放大电路，这是为什么?
集成运算放大器内部电路的输入级一般都采用差分式放大电路，这是为什么?
这主要是基于以下三个方面的考虑:
1.它是一个高增益的多级直接耦合放大系统。
由第三章的讨论可知，对于直接耦合放大电路，电源电压的波动、元件的老化、元器件的更换和半导体元件随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移，即产生零点漂移。
由于前后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用信号一起被送到下一级，而且逐级放大，使有时在输出端难以区分什么是有用信号、什么是漂移电压。
因此，如果不采取措施抑制零点漂移，即使电路其它方面的性能再优良，它也不能成为实用电路。
2.采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减少由此而产生的漂移。
所以，由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移（即温漂）的主要原因。
3.利用特性相同的两个晶体三极管或场效应管构成“差分式放大电路”，并将它置于第一级，因它们的温漂互相抵消，便可从源头上抑制或消除零点漂移的影响，从而使整个放大电路系统的零点漂移得到相应的抑制。
简述多级放大电路的耦合方式及其优缺点
简述多级放大电路的耦合方式及其优缺点多级放大电路是电子学中一个非常重要且常用的电路。
它由多个放大器级别组成，可以将信号增强到更高的幅度，以满足不同的应用需求。
在多级放大电路中，耦合方式是非常重要的，它可以影响电路性能和效率。
本文将简述多级放大电路的耦合方式及其优缺点。
一、直接耦合直接耦合是一种将两个放大器级别通过一个较小的电容器连接的方式。
这种耦合方式非常简单直接，能够提供很高的放大性能。
但是，它也存在一些缺点，如可能产生渐进干扰信号和漂移问题，同时需要相当高的直流稳定性。
因此，直接耦合更为适合用于静态电路或低频应用。
二、变压器耦合变压器耦合是在两个放大级之间加上一个变压器，它可以对输入信号和输出信号进行电气隔离，并能够提供电压升降变换功能。
它的优点包括：稳定性高、降低共模噪声和增加输入输出隔离。
然而，它也具有缺点：成本高、重量重、体积大，尺寸笨重并且成本高昂。
因此，变压器耦合更适合于高频应用或消费电子产品。
三、RC耦合RC耦合使用一个电容器将两个放大器级别连接，没有对电源的直接要求。
这种耦合方式可以降低直流漂移，同时保持实时性和高传递增益。
其缺点为有可能产生较大的渐进信号漂移。
四、光纤耦合光纤耦合是一种最良好的耦合方式。
光纤传输信号完全隔离电和磁场，并且可以传输宽带信号。
光纤耦合由于涉及光学部件和复杂的光源电路，成本较高，因此限制它在实际中广泛应用。
但是，由于其稳定性高和高隔离度，这种耦合方式也能够应用于高端声频、医疗和科学仪器等领域。
五、差分耦合差分耦合是另一种设计接收信号的方式，它通常用于高频宽带应用和射频电路。
它具有独立地处理两个输入信号、减少共模干扰和提高静态电平的灵活性等优点。
无论使用何种耦合方式，差分式输入通常都会改善幅值和信噪比。
综上所述，多级放大电路的耦合方式直接影响了电路性能。
为了满足不同的应用需求，设计人员必须了解各种耦合方式的优缺点，以便在实际应用中选择合适的耦合方式。
康华光《电子技术基础-模拟部分》（第5版）笔记和课后习题（含考研真题）..
目 录第1章 绪 论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 运算放大器2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 二极管及其基本电路3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 双极结型三极管及放大电路基础4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 场效应管放大电路5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 模拟集成电路6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 反馈放大电路7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 功率放大电路8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 信号处理与信号产生电路9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 直流稳压电源10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 电子电路的计算机辅助分析与设计第1章 绪 论1.1 复习笔记一、电子系统与信号电子系统指若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。
信号是信息的载体，按照时间和幅值的连续性及离散性可把信号分成4类：①时间连续、数值连续信号，即模拟信号；②时间离散、数值连续信号；③时间连续、数值离散信号；④时间离散、数值离散信号，即数字信号。
二、信号的频谱任意满足狄利克雷条件的周期函数都可展开成傅里叶级数(含有直流分量、基波、高次谐波)，从这种周期函数中可以取出所需要的频率信号，过滤掉不需要的频率信号，也可以过滤掉某些频率信号，保留其它频率信号。
幅度频谱：各频率分量的振幅随频率变化的分布。
相位频谱：各频率分量的相位随频率变化的分布。
三、放大电路模型信号放大电路是最基本的模拟信号处理电路，所谓放大作用，其放大的对象是变化量，本质是实现信号的能量控制。
放大电路有以下4种类型：1．电压放大电路电路的电压增益为考虑信号源内阻的电压增益为2．电流放大电路电路的电流增益为考虑信号源内阻的电压增益为3．互阻放大电路电路的互阻增益为4．互导放大电路电路的互导增益为四、放大电路的主要性能指标1输入电阻：输入电压与输入电流的比值，即对输入为电压信号的放大电路，R i越大越好；对输入为电流信号的放大电路，R i越小越好。
集成电路运算放大器-电流源-差分放大电路
Avd = −
β ( Rc // rbe
1 RL ) 2
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3. 主要指标计算 （1）差模情况
<B> 双入、单出 Avd1
vo1 vo1 = = v id 2vi1
差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用
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3. 主要指标计算 （1）差模情况
<A> 双入、双出
vo1 − vo2 vo = Avd = vi1 − vi2 vid 2vo1 βR =− c = rbe 2vi1
2. 抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波 动 ， 都 将 使 集电极电 流 产 生 变 化 。 且 变 化趋势是相 同的， 其 效果相当 于 在 两 个 输入端加入了共模信号。
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2. 抑制零点漂移原理
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
在模拟集成电路中，广泛地使用电流源，为放大电路 提供稳定的偏置电流，或作为放大电路的有源负载。
• 镜像电流源 • 微电流源 • 多路电流源 • 电流源用作有源负载
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6.1.1 BJT电流源电路
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6.1.2 FET电流源
射极耦合差分式放大电路
14
Lec 06-2
华中科技大学电信系 张林
IC2
IE3 Re3 VBE3 Rc2
0.37mA
VCE2 12V IC2Rc2 VE2
12 0.3710 (0.7)V +
9V
vi
IE 2IE2 2IC2 0.74mA -
Re2
VE
IE Re1 IE
(12)
Ri2
iC1
iC2 Rc1
-
(3) 差分电路的共模增益
Ri2
iC1
iC2 Rc1
Rc2
10k 10k
+12
iE3 Re3 3k
Rb1
T1
T2
1k
T3 +
iE Re1
Rb2 1k
vo
10k
Rc3
-
12k Re2
-12
Avc2
rbe
Rb1
β2 ( Rc2 || Ri2 ) (1 β2 )2( Re1
Re2 )
0.3
共模输入电压
6.2.3 BJT射极耦合差分式放大电路
➢ 为什么对差模信号放大和对共模信号放大不同？
仅共模信号输入时
＋VCC
＋VCC
vi1
＋
+vid/2－ ＋
vic －
Rc1
iC1 c1
b1
T1
Rc2
＋ vO － vO1 vO2 c2
T2
iC2
b2
ve
IO
ro
－VEE
vi2
＋ -vid/2
－ ＋
vic －
Rc1
Rc2
华中科技大学电信系 张林
6.2.3 BJT射极耦合差分式放大电路
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《射级耦合差分式放大电路》
课程设计报告
专业：通信工程
班级：
姓名：
指导教师：
2011年12月23日
目录
一、基本原理 (2)
二、基本电路 (2)
三、Sch (4)
四、 Pcb (5)
五、总结 (5)
六、参考文献 (6)
一、基本原理
电路组成，其中T1、T2对管是差分放大管，T3、T4对管组成镜像电流源作为T1、T2的有源负载，T5、T6对管，R、Re6和Re5构成电流源为电路提供稳定的静态电流。
该电路是双入-单出差分式放大电路。
工作原理，静态时，vi1=vi2=0,由Vcc、-Vee、R、T6和Re6决定电路的基准电流Iref,故该电路又称比例电流源电路。
查分电路的静态偏置电流Ic1=Ic2=Ic3=Ic4=Ic5/2=Io/2,此时输出电流io=Ic4-Ic2=0，没有信号电流输出。
当加入信号电压Vid时，Vi1=-Vi2=Vid/2,T1电流增加、T2电流减小，即ic1=ic2，流入电流源的电流不变，ve=0,图中画出的电流为信号电流，ic3=ic1,ic4=ic3,ic2=-ic1.所以输出电流io=ic4-ic2=ic1-(-ic1)=2ic1.带有源负载查分放大电路的输出电流是基本单端输出差放的两倍。
二、基本电路
1.两管射极连接在一起，共同与电流源I O相连，便于直接传递信号；电路参数对称，双电源供电，且为双端输入、双端输出。
2.动态分析
输入信号为差模信号：当v i1=-v i2=v id/2时，一管电流增加，另一管电流减小，差模输出电压v od=v o1-v o2，v id=v i1-v i2。
输入信号为共模信号:无论是温度变化，还是电源电压的波动其
效果相当于在输入端加入了共模信号v ic，输出电压v o=v oc1-v oc2=0；
输入信号为差模信号v id与共模信号v ic的叠加：双端输出差放电路只放大差模信号，抑制了共模信号；多用来做多级直接耦合放大器的输入级。
a. 差分放大电路一般有两个输入端：
双端输入—从两输入端同时加信号
单端输入—仅从一个输入端对地加信号
v
i
1
v
i2 -
+ -+ -
b.差分放大电路可以有两个输出端：
双端输出—从v O1和v O2输出
单端输出—从v O1或v O2对地输出
3.频率响应
高频响应同共射极放大电路，由于采用了直接耦合，故低频响应很好。
4.恒流源的作用
(1) 恒流源相当于阻值很大的交流电阻，直流电阻并不大
(2) 恒流源不影响差模放大倍数
(3) 恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增
加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷大的电阻，所以共模抑制比是无穷大
三、Sch
四、 Pcb
五、总结
通过一个学期的学习，我学到很多，学会了用protel制作PCB 板子，为以后进入工作攒下了很重要的一门操作技能，对一个人的一生也是一笔很大的财富。
在学习以及这次做课程设计的过程中遇到很多的问题，但是在和同学们沟通中一一解决，不仅学到了更多的知识，而且增进了同学的友谊！
参考文献
1.程路.Protel 99SE多层电路板设计与制作[M].人民邮电出版社.2007.
2.张伟 protel入门与提高[M] 北京：人民邮电出版社. 2007。