带恒流源的差分放大电路
恒流源式差分放大电路multisim仿真
题目一恒流源式差分放大电路Multisim仿真在Multisim中构建恒流源式差分放点电路，如图1．1．1所示，其中三极管的β1=β2=β3 =50，r bb’1= r bb’2 =r bb’3=300Ω，调零电位器Rw的滑动端调在中点。
图1.1.1恒流源式差分放大仿真电路1.1利用Multisim的直流工作点分析功能测量电路的静态工作点，结果如下：图1.2 恒流源式差分放大电路的静态分析可得：U CQ1=U CQ2=4.29661V (对地)U BQ1=U BQ2= -15.40674 Mv (对地)则I CQ1=I CQ2=（Vcc-U CQ1）/R C1=(12-4.29661)/100 mA=0.077 mA =77μ A1.2加上正弦输入电压，由虚拟示波器可以看到U C1与u1同相。
1.3计算分析当Ui=10mV时，利用虚拟仪器表可测得U0=1.549V,Ii=154.496 nA，图1.4 恒流源式差分放大电路虚拟仪器表则A d=-U0/Ui=-1.549/10*10-3=-154.9Ri=Ui/Ii=10/154.496*103kΩ=64.73 kΩ在两个三极管的集电极之间接上一个负载电阻R L=100 kΩ，此时可测得U0=516.382mV。
前面已测得当负载电阻开路时U0’=1.549V,则R0=（U’0/U0-1）R L=（1549/516.384-1）*100 kΩ=199.97 kΩ1.4 实验结论：在三级管输出特性的恒流区，当集电极电压有一个较大的变化量ΔU CE时，集电极电流i c基本不变。
此时三级管c、e之间的等效电阻r ce=Δu CE/Δi c的值很大。
用恒流源三级管充当一个阻值很大的长尾电阻Re，既可在不用大电阻的条件下有效的抑制零漂，又适合集成电路制造供工艺代替大电阻的特点，因此，这种方法在集成运放中被广泛采用。
题目二电子灭鼠器的设计2.1设计电路：利用Protel 99SE设计一个红外线灭鼠器的电路。
《模拟电子技术》课件项目一差分放大电路模块.
（2）基本概念
差模与共模：
差模输入信号 共模输入信号
vid = vi1 vi2 1
vic = 2 (vi1 vi2 )
+
+
-vid
vi1 -
+ -vi2
+
- 差分 放大
+ vo -
总输出电压 vo = vo vo AVDvid AVCvic
差模电压增益
AVD
=
vo vid
1、电路 2、电路的与特点 电路对称
Rb1 RS1
＋
Ui1 －
Rc1
Rc2
Uo
V1
V2
3、静态分析：
Rb2
RS2
vi1 = vi2 = 0（静态）
＋
Ui2 vo = VC1 - VC2 = 0
－
实现： 0输入 0输出
当电源电压波动或温度变化时，两管集电极电流和集 电极电位同时发生变化。输出电压仍然为零。可见， 尽管各管的零漂存在，但输出电压为零，从而使得零
＋UCC
Rc1
Uo
Rc2
RS1
＋
V1
RS2
V2
＋
Ui1
Ui2
－
－ IS
－UEE
(b)
具有恒流源的差分放大电路
带有比例电流源的差分放大电路
I REF
IC4
U EE U BE4 R1 R2
IC3
Io
I REF
R2 R3
例：如 图所示具有恒流源及调零电位器的差分放大
电路，二极管VD的作用是温度补偿，它使电流源 IC3基本上不受温度变化影响。设UCC=UEE=12V ， RP=200Ω，R1=6.8KΩ,R2=2.2 KΩ,R3=33 KΩ,Rb=10 KΩ,UBE3=UVD=0.7V,Rc=100 KΩ,各管的β值均为72, 求静态时的UC1、差模电压放大倍数及输入、输出 电阻。
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第一节差动放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
实验3 差分放大电路设计实验
模拟电路课程设计报告题目：差分放大器设计专业年级：2012级通信工程组员：20121342104 王开鹏20121342105 王娜20121342107 王象指导教师：方振国2014年11月27日差分放大器设计一、实验内容设计一具有恒流源的单端输入一双端输出差动放大器。
VCC =12V，VEE=－12V，R L =20kΩ，Uid=20Mv。
性能指标要求R id>25kΩ，A vd≥25，K CMR>60Db。
二、实验原理图3.3.31、恒流源差分放大器在生产实践中，常需要对一些变化缓慢的信号进行放大，此时就不能用阻容耦合放大电路了。
为此，若要传送直流信号，就必须采用直接耦合。
差分式直流放大电路是一种特殊的直接耦合放大电路，要求电路两边的元器件完全对称，即两管型号相同、特性相同、各对应电阻值相等。
为了改善差分式直流放大电路的零点漂移，利用了负反馈能稳定工作点的原理，在两管公共发时极回路接入了稳流电阻R E和负电源V EE，R E愈大，稳定性愈好。
但由于负电源不可能用得很低，因而限制了R E阻值的增大。
为了解决这一矛盾，实际应用中常用晶体管恒流源来代替R E，形成了具有恒流源的差分放大器，电路如图3.3.3所示。
具有恒流源的差分放大器，应用十分广泛。
特别是在模拟集成电路中，常被用作输入级或中间放大级。
图3.3.3中，V1、V2称为差分对管，常采用双三极管，如5G921、BG319或FHIB等，它与信号源内阻R b1、R b2、集电极电阻R Cl、R C2及电位器RP共同组成差动放大器的基本电路。
V3、V4和电阻R e3、R e4、R共同组成恒流源电路，为差分对管的射极提供恒定电流I o。
电路中R1、R2是取值一致而且比较小的电阻，其作用是使在连接不同输入方式时加到电路两边的信号能达到大小相等、极性相反，或大小相等、极性相同，以满足差模信号输入或共模信号输入时的需要。
晶体管V1与V2、V3与V4是分别做在同一块衬底上的两个管子，电路参数应完全对称，调节RP 可调整电路的对称性。
课件10-具有恒流源的差分放大电路[4页]
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模拟电子技术基础2
ห้องสมุดไป่ตู้
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
模拟电子技术基础3
差分放大电路的改进
加调零电位器 RW
1) RW的作用？ 2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写 出Aud、Ri的表达式。
用调零电位器 RW来实现输入 为零时，输出也为零。假定 其动端在中点位置，则
模拟电子技术基础
具有恒流源的差分放大电路
南京信息职业技术学院
具有恒流源的差分放大电路
Re 越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端 输出时的Auc越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。
但为使静态电流不变，Re 越大，VEE越大，以至于Re太 大就不合理了。
需在低电源条件下，设置合适的IEQ，并得到得到趋于 无穷大的Re。
Aud
Rb
rbe
Rc
(1
)
RW 2
Ri 2(Rb rbe ) (1 )RW
模拟电子技术基础4
有恒流源的差分放大电路
有恒流源的差分放大电路1. 简介有恒流源的差分放大电路是一种常见的电路结构，用于放大差分信号。
它由差分放大器和恒流源组成，能够实现对输入信号的增益放大，并且具有较好的共模抑制能力。
本文将详细介绍有恒流源的差分放大电路的原理、特点以及使用方法。
2. 原理有恒流源的差分放大电路基本原理如下：2.1 差分放大器差分放大器是一种基本电路结构，由两个输入端口（正相位和反相位）和一个输出端口组成。
它能够将两个输入信号的差异进行放大，并输出一个放大后的差异信号。
2.2 恒流源恒流源是一种提供稳定直流电流输出的电路元件。
它能够保持输出电流不随负载变化而改变，并且对温度变化具有较好的稳定性。
2.3 差分放大电路有恒流源的差分放大电路是在传统差分放大器基础上添加了恒流源。
通过控制恒流源提供的电流大小，可以有效地控制差分放大电路的放大倍数和工作点。
3. 特点有恒流源的差分放大电路具有以下特点：3.1 高增益由于恒流源的引入，差分放大电路能够提供较高的增益，使得输入信号得到有效放大。
3.2 良好的共模抑制比恒流源能够保持差分放大器工作在合适的工作点，从而提高共模抑制比。
共模抑制比是衡量差分放大器对共模信号抑制能力的指标，高共模抑制比意味着较低的共模干扰。
3.3 稳定性强恒流源能够保持输出电流稳定，并且对温度变化具有较好的稳定性。
这使得有恒流源的差分放大电路在不同环境条件下都能够稳定工作。
3.4 适用范围广有恒流源的差分放大电路可以应用于各种需要进行差分信号放大和共模抑制的场合。
例如，在音频处理、通信系统和传感器接口等领域都有广泛应用。
4. 使用方法使用有恒流源的差分放大电路时，需要按照以下步骤进行操作：4.1 电路设计根据实际需求，确定差分放大器的增益要求和工作点。
根据增益和工作点确定恒流源的电流大小，并选择合适的恒流源元件。
4.2 电路搭建按照设计要求，将差分放大器和恒流源进行连接。
注意正确连接输入信号和输出信号。
4.3 参数调整根据实际情况，调整差分放大器的增益和工作点。
模电实验-差分放大电路
实验三—差分式放大电路实验内容：一、典型差分式放大电路性能测试实验电路如图，开关K拨向左边构成典型差分式放大电路。
1.测量静态工作点①调节放大电路零点信号源不接入。
将放大电路输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用万用表测量输出电压Vo，调节调零电位器Rp，使Vo=0.调节要仔细，力求准确。
②测量静态工作点零点调好后，用万用表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端的电压VBE，记录表中。
2.测量差模电压增益断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大电路输入A端，地端接放大电路输入B端构成差模输入方式，调节输入信号为频率f=1KHz的正弦信号，并使输出旋钮置零，用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。
接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压Vi（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表Vi,V C1,V C2,记录在表中，并观察vi,vc1,vc2之间的相位关系及V BE 随Vi改变而变化的情况。
2.测量共模电压增益将差分放大电路A、B短接，信号源接在A端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1KHz,Vi=1V,在输出电压无失真的情况下，测量V C1、V C2的值记录下表，并观察vi,vc1,vc2之间的相位关系及V RE随Vi改变而改变的情况。
二、具有恒流源的差分放大电路性能测试将电路图中的开关K拨向右边，构成具有恒流源的差分式放大电路，重复一——2、3实验内容的要求，记录入上表。
典型差分式放大电路vi,vc1,vc2的图像：共模输入左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系差模输入左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系具有恒流源的差分放大电路vi,vc1,vc2的图像：差模输入vi与vc1相位关系左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系在共模输入时，V i增大，V RE增大；差输入时，V RE很小，V i变化时，V RE变化不明显。
差分放大电路中恒流源的作用
05
分析实验数据，绘制相应的图表；
06
根据实验结果，讨论恒流源对差分放大电路性能的影响。
数据采集与处理方法
数据采集
使用高精度的电压表和电流表分别测量电路的输出电压和电流，并记录实验数据。
数据处理
对实验数据进行整理、分类和统计分析，计算电路的放大倍数、失真度等关键指标，并绘制相应的图 表以便于分析和讨论。
低失真
由于差分对管的对称性，差分放大电 路具有较低的失真度。
优缺点分析
• 宽频带：差分放大电路的频率响应较宽，适用于处理高频信号。
优缺点分析
复杂度高
与单端放大电路相比，差分放大电路的复杂度较高，设计和调试难度较大。
成本较高
由于需要使用高精度、低噪声的元器件，差分放大电路的成本相对较高。
Part
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，将这些技术应 用于恒流源设计，实现智能化和自适应调整，将是未来发 展的重要方向。
面临的挑战
在实现高性能恒流源设计的过程中，我们将面临诸多挑战， 如如何进一步提高电源抑制比、如何降低功耗以及如何应 对复杂电磁环境等。
THANKS
感谢您的观看
恒流源能够为差分放大电路提供稳定且恒定的电流，确保电路的正常工作，并提 高电路的稳定性。
改善线性度
恒流源的输出电流与输入电压呈线性关系，因此可以改善差分放大电路的线性度 ，减少非线性失真。
降低失真和噪声
降低失真
恒流源的稳定输出能够减少差分放大 电路中的失真，提高信号的保真度。
抑制噪声
恒流源对电路中的噪声具有一定的抑 制作用，能够提高信噪比，改善电路 的性能。
输出阻抗匹配
根据差分放大电路的需求，调整恒流源的输出阻 抗，以实现最佳的性能匹配。
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- 恒流源
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带恒流源的差 分放大电路
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模拟电子技术
4. 集成运算放大器 恒流源的作用:
1. 恒流源相当于阻值很大的电阻。 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 当于阻值为无穷的电阻，所以共模抑制比是无穷。
模拟电子技术
4. 集成运算放大器
集成运算放大器典型结构
输入
输入级
中间级 输出级
输出
1）输入级
偏置电路
具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的
输入电阻和抑制干扰及零漂的能力。
2）偏置电路 为各级电路提供直流偏置电流，并使整个运放的
静态工作点稳定且功耗较小。
模拟电子技术
4. 集成运算放大器 差分电路 输入级 中间级
+
+-
++
--
-
恒流源
模拟电子技术
+
-
4. 集成运算放大器
+
+
1
iC
–
–
rce = uCE
晶体管恒流源构成原理：
1) 当晶体管工作在放大区时，iC 基本上与 uCE 无关，只取决于iB。 2) 当 iB 恒定，则 iC 恒定，晶体管相当于一个电流源。
模拟电子技术
4. 集成运算放大器
选择R1和R2使IBQ3+恒定-， 则IC3恒定。
输出级
+ -
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恒流源
+
+
模拟电子技术
谢 谢！
模拟电子技术
4. 集成运算放大器
4.2 双极型集成运放
4.2.1 典型差分放大电路 4.2.2 带恒流源的差分放大电路
模拟电子技术
4. 集成运算放大器
4.2.2 带恒流源的差分放大电路
对于图示电路
双端输出 KCMR
单端输出
K CMR
RE
RB rbe
+
+-
++
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RE越大，KCMR越大，电路- 抑制共模信号的能力越强
模拟电子技术
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4. 集成运算放大器
RE太大对电路的影响: a. 当VEE一定，IE减小，rbe增大， Aud减小。
b. 为了维持IE不变，必须 提高电源电压VEE。
c. 在集成电路中不易制作较大 #43;-
++
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模拟电子技术
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4. 集成运算放大器
通常采用恒流源来代替RE 恒流源的主要特点： a. 具有很大的交流等效电阻。 b. 直流电阻较小。