《线性电子线路》PPT课件
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线性电子线路
处理措施： 第一级采用低温漂旳差分放大器。 电容耦合放大器因为电容旳隔直作用，温漂很小，可忽视。
第 4 章 放大器基础
放大器旳构成原则：
▪ 直流偏置电路(即直流通路)要确保器件工作在放大 模式。
▪ 交流通路要确保信号能正常传播，即有输入信号 vi 时，应有 vo 输出。
▪ 元件参数旳选择要确保信号能不失真地放大，即电 路需提供合适旳 Q 点及足够旳放大倍数。
Ro
反应放大器性能旳主要指标有：
输入电阻 Ri 、 输出电阻 Ro、 增益 A。
第 4 章 放大器基础
4.2.1 输入电阻、输出电阻、增益
输入电阻
对输入信号源而言，放大器相当于它旳一种负载，
而这个等效负载电阻就是放大器输入电阻 Ri 。
ii
ii
RS +
+
vi
Ri
或
iS
vS
-
-
+
RS vi
Ri
-
定义
第 4 章 放大器基础
输出电阻 Ro 计算：
RS +
vS -
放
+
大
RL vo
RS
器
-
i
放
+
大
v
器
-
(放大器一般框图)
( Ro 旳定义)
▪ 令负载电阻 RL 开路，信号源为零。
▪ 在输出端外加电压 v，则产生电流 i。
定义
Ro
v i
Ro 反应放大器受负载电阻 RL 旳影响程度。
第 4 章 放大器基础
Ri
vi ii
上式中，Ri 表达本级电路对输入信号源旳影响程度。
第 4 章 放大器基础
第 4 章 放大器基础
放大器旳构成原则：
▪ 直流偏置电路(即直流通路)要确保器件工作在放大 模式。
▪ 交流通路要确保信号能正常传播，即有输入信号 vi 时，应有 vo 输出。
▪ 元件参数旳选择要确保信号能不失真地放大，即电 路需提供合适旳 Q 点及足够旳放大倍数。
Ro
反应放大器性能旳主要指标有：
输入电阻 Ri 、 输出电阻 Ro、 增益 A。
第 4 章 放大器基础
4.2.1 输入电阻、输出电阻、增益
输入电阻
对输入信号源而言，放大器相当于它旳一种负载，
而这个等效负载电阻就是放大器输入电阻 Ri 。
ii
ii
RS +
+
vi
Ri
或
iS
vS
-
-
+
RS vi
Ri
-
定义
第 4 章 放大器基础
输出电阻 Ro 计算：
RS +
vS -
放
+
大
RL vo
RS
器
-
i
放
+
大
v
器
-
(放大器一般框图)
( Ro 旳定义)
▪ 令负载电阻 RL 开路，信号源为零。
▪ 在输出端外加电压 v，则产生电流 i。
定义
Ro
v i
Ro 反应放大器受负载电阻 RL 旳影响程度。
第 4 章 放大器基础
Ri
vi ii
上式中，Ri 表达本级电路对输入信号源旳影响程度。
第 4 章 放大器基础
线性电子线路实验课件
（4）比例恒流源的工作原理 ① 按图4-3-2所示电路在模拟电路实验箱上接好实验电路，调节RW，使 RW/RE 为某一数值，测量此时的IR、I0。 ② 调节RW使RW/RE为另一数值，重复上述测量。
③ 将测量结果填入表中，分析比较测量结果与理论值的差异。
主 菜 单
5.实验报告要求
（1）写出实验要求及任务。 （2）画出实验电路图，并标出各元件数值。 （3）整理实验数据，分析IR、I0、IW及R1间的关系。 （4）比较镜像恒流源与比例恒流源电路所测实验结果的误差，并分析其原因。
结型场效应管等器件的各种直流参数的方法。
2.预习要求
（1）复习晶体二极管、三极管、场效应管的各种特性以及器件的识别方法。 （2）巩固晶体管各直流参数的物理意义、测量方法及计算公式的相关知识。 （3）了解晶体管特性图示仪的基本原理、内部结构及面板结构。 （4）了解实验内容，拟定实验方案和实验表格。
3.实验原理
主 菜 单
4.实验内容
（1）基本镜像恒流源的工作原理
① 在连接的镜像恒流源电路中，电源电压UCC=+9V时调节RW使IR=3mA，测量对应的 Io和
RW。 ② 改变电源电压，使UCC=+7.5V，保持RW不变，分别测量和； ③ 将以上测量结果填入表中，观察电源电压UCC的变化对输出电流的影响。
（2）输出电阻的测量
主 菜 单
在集成电路中，设置静态工作点的偏置电路和高阻值的电阻（有源负载）等均采 用恒流源电路，镜像恒流源电路是最基本、最典型的恒流电路。图4-3-1所示的 电路是最基本的双极型镜像恒流源电路。电源UCC使R2、RW和三极管T2产生一 个基准电流，两三极管T1和T2构造相同，是匹配对称管，由于两晶体管B、E极 连在一起，UBE相同，则IE、IC也相同。
③ 将测量结果填入表中，分析比较测量结果与理论值的差异。
主 菜 单
5.实验报告要求
（1）写出实验要求及任务。 （2）画出实验电路图，并标出各元件数值。 （3）整理实验数据，分析IR、I0、IW及R1间的关系。 （4）比较镜像恒流源与比例恒流源电路所测实验结果的误差，并分析其原因。
结型场效应管等器件的各种直流参数的方法。
2.预习要求
（1）复习晶体二极管、三极管、场效应管的各种特性以及器件的识别方法。 （2）巩固晶体管各直流参数的物理意义、测量方法及计算公式的相关知识。 （3）了解晶体管特性图示仪的基本原理、内部结构及面板结构。 （4）了解实验内容，拟定实验方案和实验表格。
3.实验原理
主 菜 单
4.实验内容
（1）基本镜像恒流源的工作原理
① 在连接的镜像恒流源电路中，电源电压UCC=+9V时调节RW使IR=3mA，测量对应的 Io和
RW。 ② 改变电源电压，使UCC=+7.5V，保持RW不变，分别测量和； ③ 将以上测量结果填入表中，观察电源电压UCC的变化对输出电流的影响。
（2）输出电阻的测量
主 菜 单
在集成电路中，设置静态工作点的偏置电路和高阻值的电阻（有源负载）等均采 用恒流源电路，镜像恒流源电路是最基本、最典型的恒流电路。图4-3-1所示的 电路是最基本的双极型镜像恒流源电路。电源UCC使R2、RW和三极管T2产生一 个基准电流，两三极管T1和T2构造相同，是匹配对称管，由于两晶体管B、E极 连在一起，UBE相同，则IE、IC也相同。
042电子线路课件_线性网络及电路模型_2
由电压源变换为电流源： i uS + _ + u _ iS 转换 Gi
i + u _
Ri
is =
由电流源变换为电压源： i iS + 转换 Gi u _
us
Ri
, Gi = 1
i
Ri
uS
+ _
+ u _
is , Ri = 1
Ri
us =
Gi
Gi
例2.5
* 理想电源的串、并！
？ 理想电源的性质！
i ( t ) = I m sin(ωt + ψ ) = 2 I sin(ωt + ψ )
四 正弦量的频域表示－相量 时间域：正弦信号的各种运算麻烦。 采用变域方法，变换到频率域的复数表示，简化计算。 正弦量 时域 正弦波形图 旋转矢量表示法 正弦信号的 相量 频域 相量图
jϕ U = Ue
欧拉公式
i
i(t)=Imsin(ω t+ψ) Im i
ωt ψ
波形图 00 0 0 t
ψ ψ =π/2 ψ =-π/2 ψ =0
一般 |ψ | ≤ π
二、同频率正弦量的相位差 (phase difference)。 设 u(t)=Umsin(ω t+ψ u), i(t)=Imsin(ω t+ψ i) 相位差 ϕ = (ω t+ψ u)- (ω t+ψ i)= ψ u-ψ i
τ = RC
时间常数：快慢
上升/下降时间：0.1~0.9
t ≈ 5τ
作业
2-4 2-5 2-7 2-13 (c),(d) 2-14 (c),(d) 2-19 2-21 2-23 2-27 2-28
线性电子线路(谢嘉奎)第四版第一章课件
ni pi AT e 2kT
3 2
Eg 0
ni pi AT e 2kT
式中，浓度单位为cm ， A——常量 （硅：3.88×1016 cm-3K-3/2，锗：1.76×1016cm-3K-3/2） T——热力学温度
-3
3 2
Eg 0
k——是玻尔兹曼常数（8.63×10-5 eV/K），
Eg0 ——T=0 K（即-273℃）时的禁带宽度，导带与价 带间的距离（硅为1.21 eV， 锗为0.785 eV） 该公式的核心是什么？ 载流子浓度是温度的函数
ni pi AT e 2kT
公式表明，本征半导体的载流子浓度和温度、材料有关。 将相关参数带入公式中，可以得到300K时硅的 ni=1.43×1010cm-3 (教材给出1.5×1010cm-3,不准确）。 由此可以看到，尽管本征半导体在室温情况下具有一 定的导电能力，但是，本征半导体中载流子的数目远小于 原子数目（硅：4.96×1022cm-3），因此本征半导体的导 电能力很低。 结论：室温下本征半导体的导电能力非常弱 说明：本征半导体的导电能力随温度升高，增加很快 硅，500K时：ni=3.53×1014cm-3， 600K时 ： ni=4.81×1015cm-3
3.本征激发和复合 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现 的，称为电子-空穴对。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合
本征激发
+4 +4 +4
+4
+4 +4
+4 +4 +4
复合
本征激发数目越多，复合量 越大，使得本征激发数目减 少；这又使得复合减少。 最终，在一定温度下达到动态平衡
2.3埃伯尔斯-莫尔模型_《电子线路(线性部分)》第四版课件
I E I EBO （e
VBE VT
1 ） R IC
VBC VT
同理： 式中
I C F I E I CBO （e
1 ）
I CBO （ 1 R F）I CBS
I E I EBO （e
VBE VT
1 ） R IC
VBC VT
根据方程组
I C F I E I CBO （e
第三节
埃伯尔斯
—————— 莫尔模型
埃伯尔斯——莫尔模型：是晶体三极管的通用模型， 适用于各种工作模式。 设 晶体三极管处于饱和模式时，两个结均加正偏。 根据第二节的分析可知： IF 为发射结的正向偏置电流； IR 为集电结的正向偏置电流。 它们与结电压之间均满足指数关系：
VBE VT
I F I EBS （e
I R I CBS （e
1 ）
将其代如下式
VBC VT
1 ）
I E I F R IR
IC F I F I R
则 晶体三极管的 IE 与 IC 可分别表示为：
VBE VT VBC VT
I E I EBS （e
1 ） R I CBS （e
VBE VT
1 ）
I C F I EBS （e
IE
VBE VT
1） （1 R）I CBS （e
IC
C
1）
IF
E
RIR
B
IB
I E I EBS （e
VBE VT
1 ） R I CBS （e
VBE VT
VBC VT
VBC VT
1 ）
1 ）
I E I F R IR
VBE VT
1 ） R IC
VBC VT
同理： 式中
I C F I E I CBO （e
1 ）
I CBO （ 1 R F）I CBS
I E I EBO （e
VBE VT
1 ） R IC
VBC VT
根据方程组
I C F I E I CBO （e
第三节
埃伯尔斯
—————— 莫尔模型
埃伯尔斯——莫尔模型：是晶体三极管的通用模型， 适用于各种工作模式。 设 晶体三极管处于饱和模式时，两个结均加正偏。 根据第二节的分析可知： IF 为发射结的正向偏置电流； IR 为集电结的正向偏置电流。 它们与结电压之间均满足指数关系：
VBE VT
I F I EBS （e
I R I CBS （e
1 ）
将其代如下式
VBC VT
1 ）
I E I F R IR
IC F I F I R
则 晶体三极管的 IE 与 IC 可分别表示为：
VBE VT VBC VT
I E I EBS （e
1 ） R I CBS （e
VBE VT
1 ）
I C F I EBS （e
IE
VBE VT
1） （1 R）I CBS （e
IC
C
1）
IF
E
RIR
B
IB
I E I EBS （e
VBE VT
1 ） R I CBS （e
VBE VT
VBC VT
VBC VT
1 ）
1 ）
I E I F R IR
线性电子线路
例1 判断电路的反馈极性和反馈类型。
Rf VCC RC RC
if +
-
vi ii
○ + ib
○ -
+ v o
+ -
vi Rf
+ Rf v o
分析：
电流叠加为并联反馈。 电压反馈。
假设输出端交流短路， f引入的反馈消失 R
假设输入端交流短路， f 的反馈作用消失 R 并联反馈。 + 假设vi瞬时极性为 ○ →则vc为 ○ →形成的if 方向如图示。 因净输入电流 ib= ii- if < ii 结论： Rf引入电压并联负反馈 负反馈。
iS
RS
if Ar
kfg
RL
vo
-
+
闭环互阻增益 Arf Ar /(1 Ar kfg )
3 电流串联负反馈 开环互导增益 Ag io / vi
互阻反馈系数 kfr vf / io 闭环互导增益 Agf Ag /(1 Ag kfr ) 4 电流并联负反馈 开环电流增益 Ai io / ii
RB RC1
○ -
RC2
VCC
RB
RC1
○ ○ -
RC2
VCC
○ +
+
vi
-
RE1
○ vo Rf R E2
+
+
vi
○ +
RE1
-
Rf RE2
○ vo -
+
电流并联负反馈
Rf
R1 vs+
电流串联正反馈
Rf R1
-
+ - A ○ +
线性电子线路与非线性电子线路(1)
绪论
§0-1 线性电子线路与非线性电子线路 §0-2 非线性电子线路在通信系统中的应用 一、 通信系统的框图
二、无线电信号的特点： 1 . 传递过程要处理的无线电信号类型 2 . 无线电信号的表示方法 ● 时域中用数学表达式 ● 频域中用频谱表示 无线电信号波长与频率满足 C
f
无 线 电 波 的 波 段 划 分 表
四、非线性电子线路功能 1 . 实现能量转换的功能 2 . 实现频谱（或频率）变换的功能
§0-3 本课程特点与要求 一 . 特点 二 . 要求
下面请收看下页电视发射与接收系统的绪论视频（13分钟）
应用场合30～300MHz
甚高频 (YHF)
直线传播 对流层散射
移动通信，电视广播， 调频广播，雷达导， 航等
分米波波段 (USW)
10～1000cm
厘米波波段 (SSW)
毫米波波段 (ESW)
1～10cm 1～10mm
300～3000MHz
超高频 (UHF)
3～30GHz 30～300GHz
特高频 (SHF)
极高频 (EHF)
直线传播 散射传播
通信，中继通信，卫 星通信，电视广播， 雷达
直线传播
中继通信，雷达，卫 星通信
直线传播
微波通信，雷达
● 电磁波传播方式 ● 调制与解调概念
三、无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 ● 发射机框图
● 接收机框图
波段名称
长波波段 (LW)
中波波段 (MW)
短波波段 (SW)
波长范围 1000～10000m
100～1000m 10～100m
超短波波段 (VSW)
1～10m
频率 范围
§0-1 线性电子线路与非线性电子线路 §0-2 非线性电子线路在通信系统中的应用 一、 通信系统的框图
二、无线电信号的特点： 1 . 传递过程要处理的无线电信号类型 2 . 无线电信号的表示方法 ● 时域中用数学表达式 ● 频域中用频谱表示 无线电信号波长与频率满足 C
f
无 线 电 波 的 波 段 划 分 表
四、非线性电子线路功能 1 . 实现能量转换的功能 2 . 实现频谱（或频率）变换的功能
§0-3 本课程特点与要求 一 . 特点 二 . 要求
下面请收看下页电视发射与接收系统的绪论视频（13分钟）
应用场合30～300MHz
甚高频 (YHF)
直线传播 对流层散射
移动通信，电视广播， 调频广播，雷达导， 航等
分米波波段 (USW)
10～1000cm
厘米波波段 (SSW)
毫米波波段 (ESW)
1～10cm 1～10mm
300～3000MHz
超高频 (UHF)
3～30GHz 30～300GHz
特高频 (SHF)
极高频 (EHF)
直线传播 散射传播
通信，中继通信，卫 星通信，电视广播， 雷达
直线传播
中继通信，雷达，卫 星通信
直线传播
微波通信，雷达
● 电磁波传播方式 ● 调制与解调概念
三、无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 ● 发射机框图
● 接收机框图
波段名称
长波波段 (LW)
中波波段 (MW)
短波波段 (SW)
波长范围 1000～10000m
100～1000m 10～100m
超短波波段 (VSW)
1～10m
频率 范围
线性电子线路与非线性电子线
线性与非线性的定义
线性
在数学和物理中，线性关系指的是变量之间的关系是线性的，即它们满足一次方程的性质。在线性电 子线路中，电压和电流之间的关系可以用线性方程表示，即输出电压或电流与输入电压或电流成正比 。
非线性
与线性相反，非线性关系指的是变量之间的关系不是线性的，即它们不满足一次方程的性质。在非线 性电子线路中，电压和电流之间的关系不能用线性方程表示，即输出电压或电流与输入电压或电流不 成正比。
性能指标的比较
线性电子线路
线性电子线路的性能指标主要包括增益 、带宽、噪声系数等。由于其输出信号 与输入信号成正比关系，因此线性电子 线路具有较好的稳定性和可靠性。
VS
非线性电子线路
非线性电子线路的性能指标主要包括转换 函数、非线性失真系数、动态范围等。由 于其输出信号与输入信号之间存在复杂的 非线性关系，因此非线性电子线路具有较 大的动态范围和较高的灵敏度。
理和分析这些非正弦波信号。
05
CATALOGUE
未来发展趋势
线性电子线路的未来发展
集成化
随着微电子技术的不断进步，线 性电子线路将进一步向集成化方 向发展，实现更小体积、更高性
能的电路。
智能化
借助人工智能和机器学习技术， 线性电子线路将能够实现自适应 、自优化等功能，提高电路的性
能和稳定性。
绿色化
04
CATALOGUE
线性与非线性电子线路的比较
工作原理的比较
线性电子线路
线性电子线路是指其输出信号与输入信号成正比关系的电子 线路。在线性电子线路中，输出信号的幅度和相位与输入信 号的幅度和相位成正比关系。
非线性电子线路
非线性电子线路是指其输出信号与输入信号不成正比关系的 电子线路。在非线性电子线路中，输出信号的幅度、相位或 频率与输入信号的幅度、相位或频率之间存在非线性关系。
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阻，使静态工作时双端输出电压减小到零。
第 4 章 放大器基础
▪ VIO 和 IIO 的温漂
若环境温度、电源电压等外界因素变化：
三极管参数变化 其中温度变化引起的温漂最大。
VIO 和 IIO 变化。
可以证明：
VIO T
VIO
IIO T
IIO
注意：调零电路可以克服失调，但不能消除温漂。
▪ MOS 差放的失调
差模信号、抑制共模信号的能力。
第 4 章 放大器基础
差放性能指标归纳总结
▪ Rid 与电路输入、输出方式无关。
Rid 2Ri1 2rbe
▪ Rod 仅与电路输出方式有关。
双端输出 Rod 2Ro1 2RC ， 单端输出 Rod1 Ro1 RC
▪ Avd 仅与电路输出方式有关。
双端输出
Avd
✓共模输入电阻
RicLeabharlann vic iivic1 ii
Ri1
T1
+
+
vic1= vi
c-
2REE
RC
voc
1-
rbe 2REE (1 )
✓共模输出电阻 无意义
半电路共模交流通路
✓共模电压增益
Avd
voc vic
voc1 voc2 vic
0
✓电路特点 双端输出电路利用对称性抑制共模信号。
✓利用对称性抑制共模信号(温漂)原理：
o解。：(1)分析 Q 点
IEE (VBE(on) VEE ) / REE 0.5 mA ICQ1 ICQ2 IEE / 2 0.25 mA
(2)分析 Avd2 、Avc2
VCC (12 V)
RC
10 k
vo
RC
vi T1
10 k RL T2
由于
rbe
(1
)
26 ICQ1
10.4
k
REE 22.6 k VEE (-12 V)
因此
KCMR A / A v(dd) v(cd)
第 4 章 放大器基础
失调及其温漂
▪ 输入失调电压 VIO
零输入时
T1
实 际
差
T2 放
+
VO
0-
等效为
+
VIO-
理+
想 差
VO
放-
失调电压 从等效的观点看：
VIO VO / Avd
VIO 就是使 VO = 0 时，在实际差放输入端所加的补偿电压。
VIO 产生原因：
由两管参数不对称(如 VBE(on)、IS、RC 不等)引起失调。
第 4 章 放大器基础
▪ 输入失调电流 IIO
IIO 产生原因： 两管 不等，造成 ICQ1 ICQ2
从等效的观点看：
IIO 就是使 ICQ1 = ICQ2 时，在实际差放输入端所加的
补尝电流。
失调电流 IIO IBQ1 IBQ2
vod1 vo(dc) vo(dd) / 2 vod2 vo(dc) vo(dd) / 2
voc1 vo(cc) vo(cd) / 2 voc2 vo(cc) vo(cd) / 2
由于 vo1 voc1 vod1
vo2 voc2 vod2
则 vo vo1 vo2 vo(dd) vo(cd) A v v(dd) id A v v(cd) ic
vod1 2vid1
Av1 2
1 (RC // RL )
2
rbe
Avd2
减小
第 4 章 放大器基础
共模性能分析 ➢ 双端输出电路
1)半电路共模交流通路
✓每管发射极接 2REE。 因 iC1 = ICQ + iC iC2 = ICQ + i
VCC
RC
T1
+vi1
-
+ vo -
RL
REE VEE
则
Avd2
(RC // RL )
2rbe
25
(3)计算 vo
Avc2
RC // RL 2 REE
0.11
由于 vic (vi1 vi2 ) / 2 vi / 2
vid vi1 vi2 vi
则
vo vo2 Avc2vic Avd2vid 479sint (mV)
第 4 章 放大器基础
➢ 单端输出电路
VCC
ii T1
+
+
vid1
-
RC RL vod1= vod
-
半电路差模交流通路
RC
T1
+
vi1
-
RL +-vo
REE
VEE
RC
T2
+
vi2
-
与双端输出电路的区别：仅在于对 RL 的处理上。
Rid
vid ii
2Ri1
2rbe
Rod1 Ro1 RC
不变 减小
Avd1
vod1 vid
T ICQ1 ICQ2 VCQ1 VCQ2 ( VCC ICQ1RC )
VO ( VCQ1 VCQ2) 0
第 4 章 放大器基础
➢ 单端输出电路
VCC
RC
T1
+
vi1
-
RL +-vo
REE
VEE
RC
T2
+
vi2
-
T1
+
vic1=
ic -
v
2REE
RC
RL
+
voc1=voc
-
半电路共模交流通路
Av1
RL
rbe
，
单端输出
Avd1
Avd2
RL ，
2rbe
其中 RL RC //( RL / 2) 其中 RL RC // RL
▪ Avc仅与电路输出方式有关。
双端输出 单端输出
Avc
voc vic
0
Avc1 Avc2
voc1 vic
Av1
RL 2 REE
第 4 章 放大器基础
共模抑制比
因此
I EE
VBE(on) VEE REE
，
ICQ1
ICQ2
I EE 2
，
VCQ1 VCQ2 VCC ICQ1RC
第 4 章 放大器基础
4.4.2 电路性能特点
差模信号和共模信号
▪ 差模信号：指大小相等、极性相反的信号。
表示为 差2 模输入电压
vi1 = vi2 = vid / vid = vi1 vi2
因 IG 0
则 VIO VIO IIORS VIO(mV 量级)
VIO 产生原因：
由两管参数(如 W/l、VGS(th))及 RD 不匹配引起失调。
注意： MOS 管差放的 VIO >> 三极管差放的 VIO 。
第 4 章 放大器基础
4.4.4 差模传输特性
完整描述差模输出电流随任意输入差模电压变化的 特性。
▪ 共模信号：指大小相等、极性相同的信号。
表示为 共模输入电压
vi1 = vi2 = vic vic = (vi1 + vi2 ) / 2
▪ 任意信号：均可分解为一对差模信号与一对共模信号
之代数和。
即
vi1 = vic+ vid / 2 vi1 = vic vid / 2
第 4 章 放大器基础
差放半电路分析法
4.4.3 电路两边不对称对性能的影响
实际差分放大器，电路不可能做到完全对称：
例如
T1、T2 两管集电极电阻 RC 不相等 或 T1、T2 两管的 及 VBE(on)不对
双端称输出时的 KCMR
产生运算误差
理想情况 vod1 vod2 voc1 voc2 KCMR Avd / Avc
实际情况
与双端输出电路的区别：仅在于对 RL 的处理上。
Ric
vic ii
Ri1 rbe 2REE (1 )
不变
Roc1 Ro1 RC
Avc1
voc vic
Av1
(RC // RL ) rbe 2REE (1
)
RL 2 REE
Avc2
第 4 章 放大器基础
✓单端输出电路特点
VCC
一般射极电阻 REE 取值较大
Avc1
Avc2
RC // RL 2 REE
vic
vi1
2
vi2
Avd1
Avd2
(RC // RL )
2rbe
vid vi1 vi2
▪ 双端输出时
vo vo1 vo2 Avdvid
其中
Avd
(RC //
rbe
RL 2
)
vid vi1 vi2
第 4 章 放大器基础
例：图示电路，已知 = 100，vi = 20sint (mV)，求 v
✓直流电源短路接地。
VCC
RC
T1
+vi1
-
+ vo -
RL
REE VEE
RC
T2
+vi2
-
T1
+
vid1
-
+
RC
RL
2
vod
1-
半电路差模交流通路
注意：关键在于对公共器件的处理。
第 4 章 放大器基础
2)差模性能指标分析
✓差模输入电阻
Rid
vid ii
vid1 vid2 ii
2vid1 ii
2Ri1 2rbe
REE
KCMR 抑制零点漂移能力 但 IEE Q 点降低 输出动态范围
第 4 章 放大器基础
▪ VIO 和 IIO 的温漂
若环境温度、电源电压等外界因素变化：
三极管参数变化 其中温度变化引起的温漂最大。
VIO 和 IIO 变化。
可以证明：
VIO T
VIO
IIO T
IIO
注意：调零电路可以克服失调，但不能消除温漂。
▪ MOS 差放的失调
差模信号、抑制共模信号的能力。
第 4 章 放大器基础
差放性能指标归纳总结
▪ Rid 与电路输入、输出方式无关。
Rid 2Ri1 2rbe
▪ Rod 仅与电路输出方式有关。
双端输出 Rod 2Ro1 2RC ， 单端输出 Rod1 Ro1 RC
▪ Avd 仅与电路输出方式有关。
双端输出
Avd
✓共模输入电阻
RicLeabharlann vic iivic1 ii
Ri1
T1
+
+
vic1= vi
c-
2REE
RC
voc
1-
rbe 2REE (1 )
✓共模输出电阻 无意义
半电路共模交流通路
✓共模电压增益
Avd
voc vic
voc1 voc2 vic
0
✓电路特点 双端输出电路利用对称性抑制共模信号。
✓利用对称性抑制共模信号(温漂)原理：
o解。：(1)分析 Q 点
IEE (VBE(on) VEE ) / REE 0.5 mA ICQ1 ICQ2 IEE / 2 0.25 mA
(2)分析 Avd2 、Avc2
VCC (12 V)
RC
10 k
vo
RC
vi T1
10 k RL T2
由于
rbe
(1
)
26 ICQ1
10.4
k
REE 22.6 k VEE (-12 V)
因此
KCMR A / A v(dd) v(cd)
第 4 章 放大器基础
失调及其温漂
▪ 输入失调电压 VIO
零输入时
T1
实 际
差
T2 放
+
VO
0-
等效为
+
VIO-
理+
想 差
VO
放-
失调电压 从等效的观点看：
VIO VO / Avd
VIO 就是使 VO = 0 时，在实际差放输入端所加的补偿电压。
VIO 产生原因：
由两管参数不对称(如 VBE(on)、IS、RC 不等)引起失调。
第 4 章 放大器基础
▪ 输入失调电流 IIO
IIO 产生原因： 两管 不等，造成 ICQ1 ICQ2
从等效的观点看：
IIO 就是使 ICQ1 = ICQ2 时，在实际差放输入端所加的
补尝电流。
失调电流 IIO IBQ1 IBQ2
vod1 vo(dc) vo(dd) / 2 vod2 vo(dc) vo(dd) / 2
voc1 vo(cc) vo(cd) / 2 voc2 vo(cc) vo(cd) / 2
由于 vo1 voc1 vod1
vo2 voc2 vod2
则 vo vo1 vo2 vo(dd) vo(cd) A v v(dd) id A v v(cd) ic
vod1 2vid1
Av1 2
1 (RC // RL )
2
rbe
Avd2
减小
第 4 章 放大器基础
共模性能分析 ➢ 双端输出电路
1)半电路共模交流通路
✓每管发射极接 2REE。 因 iC1 = ICQ + iC iC2 = ICQ + i
VCC
RC
T1
+vi1
-
+ vo -
RL
REE VEE
则
Avd2
(RC // RL )
2rbe
25
(3)计算 vo
Avc2
RC // RL 2 REE
0.11
由于 vic (vi1 vi2 ) / 2 vi / 2
vid vi1 vi2 vi
则
vo vo2 Avc2vic Avd2vid 479sint (mV)
第 4 章 放大器基础
➢ 单端输出电路
VCC
ii T1
+
+
vid1
-
RC RL vod1= vod
-
半电路差模交流通路
RC
T1
+
vi1
-
RL +-vo
REE
VEE
RC
T2
+
vi2
-
与双端输出电路的区别：仅在于对 RL 的处理上。
Rid
vid ii
2Ri1
2rbe
Rod1 Ro1 RC
不变 减小
Avd1
vod1 vid
T ICQ1 ICQ2 VCQ1 VCQ2 ( VCC ICQ1RC )
VO ( VCQ1 VCQ2) 0
第 4 章 放大器基础
➢ 单端输出电路
VCC
RC
T1
+
vi1
-
RL +-vo
REE
VEE
RC
T2
+
vi2
-
T1
+
vic1=
ic -
v
2REE
RC
RL
+
voc1=voc
-
半电路共模交流通路
Av1
RL
rbe
，
单端输出
Avd1
Avd2
RL ，
2rbe
其中 RL RC //( RL / 2) 其中 RL RC // RL
▪ Avc仅与电路输出方式有关。
双端输出 单端输出
Avc
voc vic
0
Avc1 Avc2
voc1 vic
Av1
RL 2 REE
第 4 章 放大器基础
共模抑制比
因此
I EE
VBE(on) VEE REE
，
ICQ1
ICQ2
I EE 2
，
VCQ1 VCQ2 VCC ICQ1RC
第 4 章 放大器基础
4.4.2 电路性能特点
差模信号和共模信号
▪ 差模信号：指大小相等、极性相反的信号。
表示为 差2 模输入电压
vi1 = vi2 = vid / vid = vi1 vi2
因 IG 0
则 VIO VIO IIORS VIO(mV 量级)
VIO 产生原因：
由两管参数(如 W/l、VGS(th))及 RD 不匹配引起失调。
注意： MOS 管差放的 VIO >> 三极管差放的 VIO 。
第 4 章 放大器基础
4.4.4 差模传输特性
完整描述差模输出电流随任意输入差模电压变化的 特性。
▪ 共模信号：指大小相等、极性相同的信号。
表示为 共模输入电压
vi1 = vi2 = vic vic = (vi1 + vi2 ) / 2
▪ 任意信号：均可分解为一对差模信号与一对共模信号
之代数和。
即
vi1 = vic+ vid / 2 vi1 = vic vid / 2
第 4 章 放大器基础
差放半电路分析法
4.4.3 电路两边不对称对性能的影响
实际差分放大器，电路不可能做到完全对称：
例如
T1、T2 两管集电极电阻 RC 不相等 或 T1、T2 两管的 及 VBE(on)不对
双端称输出时的 KCMR
产生运算误差
理想情况 vod1 vod2 voc1 voc2 KCMR Avd / Avc
实际情况
与双端输出电路的区别：仅在于对 RL 的处理上。
Ric
vic ii
Ri1 rbe 2REE (1 )
不变
Roc1 Ro1 RC
Avc1
voc vic
Av1
(RC // RL ) rbe 2REE (1
)
RL 2 REE
Avc2
第 4 章 放大器基础
✓单端输出电路特点
VCC
一般射极电阻 REE 取值较大
Avc1
Avc2
RC // RL 2 REE
vic
vi1
2
vi2
Avd1
Avd2
(RC // RL )
2rbe
vid vi1 vi2
▪ 双端输出时
vo vo1 vo2 Avdvid
其中
Avd
(RC //
rbe
RL 2
)
vid vi1 vi2
第 4 章 放大器基础
例：图示电路，已知 = 100，vi = 20sint (mV)，求 v
✓直流电源短路接地。
VCC
RC
T1
+vi1
-
+ vo -
RL
REE VEE
RC
T2
+vi2
-
T1
+
vid1
-
+
RC
RL
2
vod
1-
半电路差模交流通路
注意：关键在于对公共器件的处理。
第 4 章 放大器基础
2)差模性能指标分析
✓差模输入电阻
Rid
vid ii
vid1 vid2 ii
2vid1 ii
2Ri1 2rbe
REE
KCMR 抑制零点漂移能力 但 IEE Q 点降低 输出动态范围