模拟电子技术-差动放大电路
《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。
专升本《模拟电子技术》_试卷_答案
专升本《模拟电子技术》一、（共48题,共150分）1。
直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是（）。
（2分)A.电阻阻值有误差 B。
晶体管参数的分散性C。
晶体管参数受温度影响 D。
晶体管结电容不确定性。
标准答案：C2。
稳压二极管的有效工作区是（ )。
（2分）A。
正向导通区 B。
反向击穿区 C。
反向截止区 D。
死区。
标准答案：B3。
如果在PNP型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结也为正向偏置，则此管的工作状态为（）。
（2分）A。
放大状态 B。
微导通状态 C。
截止状态 D。
饱和状态。
标准答案:D4. 集成放大电路采用直接耦合方式的原因是（）。
（2分）A。
便于设计 B。
放大交流信号C.不易制作大容量电容 D。
不易制作大阻值的电阻。
标准答案：C5。
用恒流源取代长尾式差动放大电路中的发射极电阻，将使单端电路的（）. (2分）A。
抑制共模信号能力增强 B.差模放大倍数数值增大C。
差模输入电阻增大 D.差模输出电阻增大。
标准答案：A6。
半导体中PN结的形成主要是由于（）生产的。
（2分）A。
N区自由电子向P区的扩散运动B。
N区自由电子向P区的漂移运动C。
P区自由电子向N区的扩散运动D。
P区自由电子向N区的漂移运动标准答案：A7。
理想的功率放大电路应工作于( )状态. （2分）A。
甲类互补 B。
乙类互补 C。
甲乙类互补 D.丙类互补。
标准答案：C8。
NPN共射电路的Q点设置在接近于（）处将产生顶部失真。
(2分）A。
截止区 B.饱和区 C。
击穿区 D。
放大区。
标准答案:A9。
当有用信号的频率介于1500Hz与2000Hz之间时，应采用的最佳滤波电路是( ）。
（2分）A。
低通 B.高通 C。
带通 D。
带阻标准答案：C10。
差动放大电路的特点是抑制（）信号，放大（）信号。
(2分）A。
共模共模 B.共模差模C.差模差模 D。
差模共模。
标准答案：B11。
利用两只NPN型管构成的复合管只能等效为NPN型管。
（2分）（）。
实验5差动放大电路
VC1=VC2=VCC-IE1*RC=12-0.577*10*1000=6.23V
2019/3/11
理论计算
动态分析 1.双端输入、双端输出:有两个输出端-集电极C1和集电极C2。
' RL v v v 2 v 2 R L 差模电压增益 A o o1 o 2 o1 RL RC // VD 2 vid vi1 vi 2 vid Rid
2019/3/11
理论计算
静态分析 当输入信号为零时：
由于没有输入信号，所以： VB1=VB2=0V; VE1=VE2=0-0.7=-0.7V; VC3=VE1-0.5*IC3*0.5RP=-0.7-0.5*1.15*0.5*330=-0.79V 由于IC3 ≈ IE3， IE1 ＝IE2 ＝ 0.5 IE3，所以： IE1=IE2=0.5IE3=0.577mA;
K CMR AVD AVC
或： K CMR
Avd dB 20 lg Avc
实验原理
改进型的差动电路：恒流源差动放大电路 为了提高共模抑制比应加大Re 。但Re加大后，为保证工作
点不变，必须提高负电源，这是不经济的。可用恒流源T3来 代替Re 。恒流源动态电阻大，可提高共模抑制比。同时恒流
电子技术实验
差动放大电路
实验原理
抑制温度漂移的方法： ① 在电路中引入直流负反馈； ② 采用温度补偿的方法； ③ 采用特性相同的三极管，使它们的温漂互相抵消，构成 “差动放大电路”。差动放大电路是模拟集成运算放大 器输入级所采用的电路形式。 典型差动放大电路:
差动放大电路的主要技术指标: 差模电压增益Aud 共模电压增益Auc 共模抑制比KCMRR
实验原理
差动放大器由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。
《模拟电子技术基础》习题册
第一章：基本放大电路习题1-1 填空：1．本征半导体是，其载流子是和。
载流子的浓度。
2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与有很大关系。
3．漂移电流是在作用下形成的。
4．二极管的最主要特征是，它的两个主要参数是和。
5．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。
它工作在。
描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是、、、和。
6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。
7．双极型晶体管可以分成和两种类型，它们工作时有和两种载流子参与导电。
8．场效应管从结构上分成和两种类型，它的导电过程仅仅取决于载流子的流动；因而它又称做器件。
9．场效应管属于控制型器件，而双极型半导体三极管则可以认为是控制型器件。
10．当温度升高时，双极性三极管的β将，反向饱和电流I CEO正向结压降U BE。
11．用万用表判别放大电路中处于正常放大工作的某个晶体管的类型与三个电极时，测出最为方便。
12．三极管工作有三个区域，在放大区时，偏置为和；饱和区，偏置为和；截止区，偏置为和。
13．温度升高时，晶体管的共设输入特性曲线将，输出特性曲线将，而且输出特性曲线之间的间隔将。
1-2 设硅稳压管D z1和D z2的稳定电压分别为5V和10V，求图1-2中各电路的输出电压U0，已知稳压管的正向压降为0.7V。
D Z1D Z225VU O1k Ω( )b D Z1D Z225VU O1k Ω( )c ( )d ( )a D Z1D Z225VU O 1k ΩD Z1D Z225VU O1k Ω图1-21-3 分别画出图1-3所示电路的直流通路与交流通路。
( )a ( )b( )c图1-31-5 放大电路如图1-5所示，试选择以下三种情形之一填空。
a ：增大、b ：减小、c ：不变（包括基本不变） 1．要使静态工作电流I c 减小，则R b2应 。
2．R b2在适当范围内增大，则电压放大倍数 ，输入电阻 ，输出电阻 。
《模拟电子技术》模拟试题及答案解析
10、各种滤波电路通带放大倍数的数值均可大于1。（×）
二、选择题（20分）
1、关于三极管高频参数，下列说法中不准确的为（ ）。
A. B.
C. D.
2、理想集成运放具有以下特点：（ ）。
A．开环差模增益Aud=∞，差模输入电阻Rid=∞，输出电阻Ro=∞
3、PN结具有单向导电特性。（√ ）
4、差动放大电路结构可以抑制零点漂移现象。（ √ ）
5、交流放大器工作时，电路中同时存在直流分量和交流分量，直流分量表示静态工作点，交流分量表示信号的变化情况。（√ ）
6、单管共发射极放大电路的集电极和基极相位相同。（×）
7、直流负反馈不能稳定静态工作点。（×）
8、晶体二极管击穿后立即烧毁。（×）
《模拟电子技术》模拟题1及答案
一、判断（10分）
1、以自由电子导电为主的半导体称为N型半导体。（ ）
2、模拟信号的特点是信号在时间和幅度上均是连续的。（ ）
3、PN结具有单向导电特性。（ ）
4、差动放大电路结构可以抑制零点漂移现象。（ ）
5、交流放大器工作时，电路中同时存在直流分量和交流分量，直流分量表示静态工作点，交流分量表示信号的变化情况。（ ）
C. 共基电路、共漏电路 D. 共源电路、共射电路
10、交流负反馈是指（ ）。
A.只存在于阻容耦合电路中的负反馈
B.交流通路中的负反馈
C.放大正弦波信号时才有的负反馈
D.变压器耦合电路中的负反馈
三、计算题。（每题10分，共20分）
1. 下图所示电路中，稳压管的稳定电压Uz = 12V，图中电压表流过的电流忽略不计，试求：
开环差模增益aud差模输入电阻rid输出电阻ro开环差模增益aud差模输入电阻rid输出电阻ro0开环差模增益aud0差模输入电阻rid输出电阻ro开环差模增益aud0差模输入电阻rid输出电阻ro03某三极管的ma20mw100brceocmcm则下列状态下三极管能正常工作的是ma10ma40ma20v负载电阻为rl则桥式整流电路中二极管承受的反向峰值电压为5欲将正弦波电压叠加上一个直流量应选用运算电路
模拟电子技术实验教学大纲
模拟电子技术实验教学大纲电子技术是一门工程应用性质很强的学科，实验教学的的作用和重要性日益为人门所重视。
电子技术实验的目的不仅是巩固和加深课堂教学内容，验证已知理论，训练学生的基本实验技能，更重要的是培养和提高学生应用理论分析问题和解决问题的能力，培养科学作风和探索精神。
为学习后续课程和从事实际技术工作奠定良好的基础。
模拟电子技术实验就是为此目的开设的。
本实验共编排了二十三个实验，其中，既有测试、验证的内容，也有设计、研究的内容，以供不同层次、不同需要、不同专业教学要求的选择。
课程代码：071211D007（一）教学对象电子类专业，物理、化学类专业的本科二年级学生。
（二）教学内容实验一单级放大电路（6学时）一、实验目的1、熟悉电子元器件和电路实验箱。
2、掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。
3、学习测量放大器静态工作点Q、Av 、ri、ro的方法，了解共射电路特性。
4、学习放大器的动态特性。
二、实验内容1、装接电路2、静态调整及测量：V BE、V CE、I C、I B。
3、动态研究：Av、动态范围、失真。
4、测量r i、r o。
三、实验报告1、注明完成的实验内容和思考题，整理实验数据，简述相应基本理论。
2、写出实验中感受最深的一个问题的详细报告（现象、分析、结论、体会）。
实验二两级放大电路（3学时）一、实验目的1、掌握合理设置静态工作点。
2、学会放大器频率特性测量方法。
3、了解失真及消除方法。
二、实验内容1、设置静态工作点Q、并测量。
2、负载变化对放大倍数Av的影响。
3、测量频率特性。
三、实验报告1、记录、整理实验数据，分析实验结果。
2、画出频率特性简图，标出f H 、f L。
3、写出增加频率范围的方法。
实验三负反馈放大电路（3学时）一、实验目的1、研究负反馈对放大器性能的影响。
2、掌握负反馈放大器性能的测试方法。
二、实验内容1、A vo、A vf的测试。
2、负反馈对失真的改善作用。
模拟电子技术实验
实验一 共发射极放大电路1、实验目的（1）熟练掌握共发射极放大电路的工作原理，静态工作点的设置与调整方法，了解工作点对放大器性能的影响；（2）掌握放大器基本性能指标参数的测试方法。
2、实验设备（1）模拟电子线路实验箱 1台 （2）双踪示波器 1台 （3）函数信号发生器 1台（4）直流稳压电源 1台 （5）数字万用表 1台3、实验原理图1.1 所示是一个阻容耦合共发射极放大器。
它的偏置电路采用R b1 和R b2 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R e （Ｒe ＝Ｒe1＋Ｒe2），以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加输入信号u i 后，在输出端就可以得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u o ，从而实现了放大。
（1）静态工作点U BQ = U CC R b2 /（R b1 + R b2）I CQ ≈I EQ =（U BQ -U BE ）/ R e = U EQ / R eU CEQ ≈ U CC -I CQ （R C +R e ）为使三极管工作在放大区，一般应满足： 硅管： U BE ≈ 0.7V U CC >U CEQ >1V （2）电压放大倍数图1.1共发射极放大器CCA u = -βR L ′/r be （注：R L ′＝ＲL ∥ＲC ）（3）输入、输出电阻R i = R b1∥R b2∥r be r be = r bb ′+（1+β）26mV / I EQ mA R o = r o ∥R C ≈ R C4、实验内容与步骤（1）线路连接按图1.1 连接电路，把基极偏置电阻R P 调到最大值，避免工作电流过大。
（2）静态工作点设置接通+12V 直流电源，调节基极偏置电阻R P ，使I EQ =1mA ，也即是使U EQ = 1.9V 。
然后测试各工作点电压，填入表1-1中。
（3）电压放大倍数测量调节信号源，使之输出一个频率为1kHz ，峰峰值为30mV 的正弦信号（用示波器测量）。
模拟电子技术基础--第3章--多级放大电路
rbe R VO c
Ib _
例题
+
RS + VS _
V i V
gs
ßb I gmVgS
Vi Rg
+ VgS _
R2
+
rbe Ib Rc VO
_
Ri
g m V gs
_
Ro I b I b Ib
g m V gs R 2
Vo I b Rc
由最大功耗得出
必要性？
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大 ，则改用DZ。
NPN型管和PNP型管混合使用
问题的提出： 在用NPN型管组成N级 共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi（集电结反 偏） ，所以 UCQi＞ UCQ(i-1）（i=1～N），以 致于后级集电极电位接 近电源电压，Q点不合适。
AV M 128 . 6
分析举例
( R 3 ∥ R i2 ) Au 1 rbe 1
Au 2 (1＋ 2 ) ( R 6 ∥ R L ) rbe2 (1＋ 2 ) ( R 6 ∥ R L )
R i2 R 5 ∥ [ rbe 2 (1 2 )( R 6 ∥ R L )]
在以前画交流通路时，线性电阻在交流通路中保留，阻值 为线性电阻的交流电阻，因为是线性的，所以交流电阻与 直流电阻相等。
2.1差模输入双端输出
某瞬间的真实方向
uid = uid1-uid2
uid1= -uid2
Ree上交流压降为0。 因此，画差模交流信号交流通路时，Ree可视为短路， 即两管的发射极直接接地。 由uc1= -uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应 是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2.
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1. 直耦放大电路的零点漂移 2. 差动放大电路的组成和工作原理
直耦放大电路的特殊问题——零点漂移
零漂现象：
输入 ui=0 时，输出有缓慢变 化的电压产生。
0
uo t
Rc1 T1 Re1 Re2 T2 + VCC + uo
产生零漂的原因：
由温度变化引起的 。当温度 变化使第一级放大器的静态 工作点发生微小变化时，这 种变化量会被后面的电路逐 级放大，最终在输出端产生 较大的电压漂移 。因而零点 漂移也叫温漂。
2Rb rbe
1. 双端输入双端输出 （2）加入共模信号
ui1=ui2 =uic，
Rc +VCC + uo uo1 IR e
+
设ui1 ，ui2 uo1 ， uo2 。 因ui1 = ui2， uo1 = uo2
u i1 － +源自-RcRb T1 u ic
+ RL u -o2 T2 Rb E
K CMR R'L / 2( Rb rbe ) Re R'L / 2 Re Rb rbe
+
_V
Re
ui1 ui 2 ud 2 ui1 ui 2 uc 2
对于共模信号：双 端输入与单端输入 效果是一样的。
双端输入： ui1 = ui2 =0.5ui ud = 0 , uc =0.5ui 单端输入：ui1 =ui ，ui2 = 0 ud = 0.5ui , uc = 0.5ui
2
+
Au d
RL ( Rc // ) 2 Rb rbe
ui1 -
RC
+
-+
②差模输入电阻
Rc Rb T 1 u i1 － + u id
2
+ uo uo1 E
+
+
Rc
Rid 2Rb rbe
③输出电阻
uo2 T2 Rb -
u id
2
+ ui2 －
Ro 2Rc
+
ib
+
ic
Rb1 + ui
—
- VEE
零漂的衡量方法： 将输出漂移电压按电压增益折算到输 入端计算。
例如
假设
Au1 = 100, Au2 = 100 Au = 10000
Rb1
Rc1 T1 Re1
Re2 T2
+ VCC + uo
若输出有1 V的漂移 + 电压 。 ui — 则等效输入有100 uV的漂移电压 等效 100 uV
双端输入： ui1 = -ui2 =0.5ui ud = 0.5ui , uc = 0 单端输入：ui1 =ui ，ui2 = 0 ud = 0.5ui , uc = 0.5ui
双端输出： Au d
( Rc //
RL ) 2 Rb rbe
单端输出： Aud
Rc // RL
u ic
uo= 0 (理想化)。
_V
Re
+ ui2 －
EE
共模电压放大倍数
Auc 0
2. 双端输入单端输出
求共模电压放大倍数：
Rc Rb T1 u i1 － + u ic RL i e1 + uo1 －
2Re 2 Re
Rc T2 Rb i e2 u ic + ui2 －
uoc uo1 Auc = uic uic
UO = UC1 UC2 0
2.抑制零漂的原理:
(零点漂移看成共模信号的一种)
+VCC Rc Rc + uo T1
当ui1 = ui2 = 0 时， UC1 = UC2 Uo= UC1 - UC2 = 0
u i1 － + Rb
_
T2
Rb + ui2 －
当温度变化时：
_V
Re
设T ic1 ,ic2 uc1 , uc2 (uc=Vcc-icRc) uo= uc1 - uc2 = 0
忽略Ib，有：Ub1=Ub2=0V
I Re 0.7V ( VEE ) = + Re u i1
_
T2
Rb + ui2 －
-0.7V
I C1 = I C2
1 I C I Re 2
－
_V
Re
EE
UCE1 = UCE2 VCC IC RC (0.7)
I B1 I B1 IC
Rc Rb T 1 u id
2
+ uo uo1 E
+
+
Rc
uo2 T2 Rb -
uo= uo1 – uo2=2 uo1
u i1 －
+
u id
2
差模电压放大倍数 uO 2uO1 uO1 + Au d ui1 ui 2 2ui1 ui1 +
+ ui2 －
+
ib Rb rbe
ic β ib RL uo1
Rc
Rc T2 Rb T2 Rb
- u id 2 u - id 2
_V
+ ui2 + u － i2 －
EE
iRe不变 uE不变
所以，Re对差模 信号相当于短路。
①求差模电压放大倍数：
因为ui1 =- ui2
设ui1 ,ui2 uo1 ,uo2 。
电路对称│uo1│=│uo2│
=
R 'L
Rb rbe (1 )2 Re
+
R 'L 2 Re
ib
+
ic
+
uic +
Rb
rbe
2 Re
β ib
+
RC
RL u o1 -+
+VCC Rc Rb T1 u i1 － + uo1 +
+ uo
-
Rc uo2 T2 Rb + ui2 －
EE
双端输入与单端输 入效果是一样的。
Rid 2Rb rbe
(4)输出电阻
单端输出时，R R o c 双端输出时， R 2R
o
c
(5)共模抑制比
共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。
K CMR Aud Auc
，或
K CMR
Aud dB 20 lg Auc
双端输出时KCMR可认为等于无穷大， 单端输出时共模抑制比：
EE
3.电路的动态分析
(1)加入差模信号
+VCC Rc
Rc
ui1=-ui2 =uid/2， ie1=-ie2，iRe=0 若ui1 ,ui2
ib1 ,ib2 ie1 ,ie2
Rb T1 Rb T 1 + u i1 + u id 2 u－ u id i1 2 －
+ uo uo -+ ++R uo1 L uo2 -+ + uo1 E uo2 E IR e Re
R 'L 单端输出： Auc 2 R e
双端输出：Auc = 0
差动放大器动态参数计算总结
(1)差模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关： 双端输出时：
Au d RL ( Rc // ) 2 Rb rbe
单端输出时：
Aud
Rc // RL
2Rb rbe
(2)共模电压放大倍数
与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关： 双端输出时：
单端输出时：
R 'L Auc 2 Re
Auc 0
对共模信号有抑制作 用 对共模信号没有抑制作用
(3)差模输入电阻
不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻 Rid是基本放大电路的两倍。
1 uid = (ui1 ui 2 ) 2 1 uic = (ui1 ui 2 ) 2
uo = uod uoc Aud uid Auc uic
6.共模抑制比
差动放大器对差模信号的放大能力和共模信号的抑制能力
K CMR K CMR
Aud = Auc Aud = 20lg (dB) Auc
2016/1/28
+ uo
-
Rc uo2 T2 Rb + ui2 －
EE
+
_V
Re
3. 差模输入：两个输入信号大小相等，极性相反，称 为差模信号，即ui1=-ui2 差模信号：
uid = ui1 ui2
uod 差模电压增益： Aud = uid
4. 共模输入：两个输入信号大小相等，极性相同，称为共 模信号，即ui1=ui2 共模信号：
2016/1/28
差放电路的几种接法
+VCC Rc Rb T1 u i1 － + uo1 +
+ uo
-
Rc uo2 T2 Rb + ui2 －
EE
输入端 接法
双端
单端
双端 单端
+
输出端 接法
_V
Re
三.差动放大电路的基本工作原理
1. 静态工作点的计算： ui1 = ui2 0
+VCC Rc Rb + uo T1 Rc
- VEE
漂移 1V
3. 减小零漂的措施
第一级是关键
用非线性元件（热敏元件）进行温度补偿 直流负反馈（分压式偏置电路） 采用差动放大电路