差分放大电路要点

J P6 2
R6 1 0k
J4 1
Q2 9 01 3
1 1 2
1 1
1 1 2
1
RP2
1 00 K
1 00
RP7 J6
RP5 5 0K
J 17
1
J 14
1
1 J P5
1 1 J P2
1 J P3 2
2 J 15
2 J 16
J7 1
1
J8
J P4
J9
1
Q3 9 01 3
Q4 9 01 3
R3 5 .1 K
1 Io 1 2/ IR
I R R VBE I E1 Re1 VCC
IR
≈
VCC VBE R Re1
Io
求 T2 的输出电阻 Ro：
vo (io ib )rce ie Re2
RB

R //( Re1

rD )
≈R //
Re1
ib (RB rbe ) ie Re2 0
电流源。
巩固训练：将电路图中的值按照电位的阻值代入进行计算？看测量结果与理论之间的 误差？
知识链接：
微电流源
有些情况下，要求得到极其微小的输出电流 IC2，这时可 令比例电流源中的 Re1=0，如图 3.1.7 即可以在 Re2 不大的情况 下得到微电流 IC2。
原理：当 IR 一定时，Io 可确定为：
误差？
电路测试 2 将 J8、J9 与 J6、J7 之间分别加一毫安表，改变电位器 RP6.将测量的结果
记录如下：
A1 间的电流
2
A2 间的电流 知识点导入 镜像电流源的基本特性。 知识点讲解
比例电流源（改进电路二）
带有发射极电阻的镜像电流源，它是针对基本镜像电流源缺点（3）进行的改进，其中 Re1=Re2，两管输入仍有对称性，所以：
T1、T2 参数完全相同（即 β1=β2，ICEO1=ICEO2）。 原理：因为 VBE1=VBE2，所以 IC1=IC2
I REF

I C1

2IB

I C1

2
I C1
IREF——基准电流：
IC1

IREF 1 2/

IC2
推 出 ， 当 β>>2 时 ， IC2= IC1 ≈
IREF
rbe1
Re2 R5
Re2
)
微电流源特点：
微电流源电路
（1）T1，T2 是对管，基极相连，当
VCC、R、Re2
已知时，
I
REF
≈
VCC R
（略去
VBE），当
VBE1、VBE2 为定值时， I C2

VBE Re2
也确定了。
（2）当 VCC 变化时，IREF、ΔVBE 也变化，由于 Re2 的值一般为千欧级，变化部分主要降
图 3.1.6 镜像电流源及其等效电路
3
Io≈
(VBE1
VBE2 ) Re2

IR
Re1
参数对称的两管在 IC 相差 10 倍以内时，|VBE1-VBE1|<60mV。
所以，如果 Io 与 IR 接近，或 IR 较大，则 ΔVBE 可忽略。
Io
≈
R e1 Re2
IR
即只要合理选择两 T 射极电阻的比例，可得合适的 Io、Ro。因此，此电流源又称为比例
0 VB1 R Rp6

0 U CC U BE ≈
R Rp6
VCC R Rp6
优点： （1）IC2≈IREF，即 IC2 不仅由 IREF 确定，且总与 IREF 相等。 （2）T1 对 T2 具有温度补偿作用，IC2 温度稳定性 能好（设温度增大，使 IC2 增大，则 IC1 增大，而 IREF 一定，因此 IB 减少，所以 IC2 减少）。
缺点： （1）IREF（即 IC2）受电源变化的影响大，故要求 电源十分稳定。
图 3.1.4 基本镜像电流源电路
（2）适用于较大工作电流（mA 数量级）的场合。若要 IC2 下降，则 R 就必须增大，这 在集成电路中因制作大阻值电阻需要占用较大的硅片面积。
（3）交流等效电阻 Ro 不够大，恒流特性不理想。 （4）IC2 与 IREF 的镜像精度决定于 β。当 β 较小时，IC2 与 IREF 的差别不能忽略。 巩固训练：将电路图中的值按照电位的阻值代入进行计算？看测量结果与理论之间的
好，受电源变化影响小。进一步，电流的数学关系为：
IoRe2=VBE1-VBE2
而
IC≈ I s eVBE /VT
VBE
VT
ln
IC Is
4
I o Re2
VT (ln
I C1 Is
ln
I C2 ) Is
26(mV) ln IC1 Is
至 Re2 上，即 ΔVBE2<<ΔVBE1，则 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 影响不大。
（3）T1 管对 T2 管有温度补偿作用，IC2 的温度稳定性好。总的说来，电流“小”而“稳”。
小——R 不大时 IC2 可以很小（微安量级）。稳——Re2（负反馈）使恒流特性好，温度特性
VBE1 VBE2 I E2 Re2 VBE
I o ≈ I E2
VBE1 VBE2 Re2

VBE Re2
可见，利用两管基-射电压差 ΔVBE 可以控制 Io。由于 ΔVBE 图 3.1.7
的数值小，用阻值不大的 Re2 即可得微小的工作电流——微电流源。
Ro

rce (1
J 11
J 10
1
RP6
1
1 0K
J 12
R4
R5
2K
2K
-1 2 V
【项目操作】
电路测试
1
将 J8、J9 与 J6、J7 之间分别加一毫安表，J10、J11 连接与 J12 改变电位器 RP6.将测量的结果记录如下：
A1 间的电流 A2 间的电流
知识点导入
镜像电流源的基本特性。
知识点讲解
基本镜像电流源电路如图所示。
ie ib io
Ro

rce

Re2

rbe

Re2 RB
Re2
(rce
Re2 )
≈
rce
(1
rbe
Re2 RB
Re2
)
输出阻值较电流源好得多。
若此电路 Re1 不等于 Re2，则：
VBE1+IE1Re1=VBE2+IE2Re2 （式中，IE1 即 IR，IE2 即 Io）
方案三 差分放大电路
【项目目标】
知识目标
掌握场效应管的类型、场效应的电压控制作用及共源极放大电路的分析与应用。
能力目标
具有识别场效应管的能力，具有共源极放大的分析能力。
【电路原理图】
Vi
Rp1
R1
1 0k
2K
J 1 J P1
J 13 1
J3 1
J2
R2 1 0K
J P5 1 2
Q1 9 01 3
1 2V 1 J5 1