差动放大电路
第13讲--差动放大电路课件
+ T1 RC1 uBE1
－ iE1
RS2 －
+ uod －
+
+
uo1
uo2
－
－
RE iE
iC2
iB2 T2
RC2
+
uBE2 －
iE2
❖ 由三极管e极电流与e极电压指数关系，电流方程：
iC1
iE1＝I ES
exp( u BE1 UT
)
iE iE1 iE2 iC1 iC2
iC 2
iE2＝I ES
2024/10/10
电子电路基础
第十三讲 差动放大电路 （1）
1
主要内容
7.1 基本电路及特征分析 7.2 双端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.3 单端输入、双端输出差动放大电路旳特征 7.4 单端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.5 有源偏置差动放大电路
2
零点漂移
❖ 放大电路无输入时，还有缓慢变化旳电压 输出旳现象为零点漂移
(2)先求rbe,再用前述公式
rbe
rbb
UT ICQ
134 100 26 1.1
2.5(k)
ASD
RC1 //( RL / 2)
RS1 rbe1
100 5 // 5 71
1 2.5
VCC
iC1
iC2
RC1
RL
RC2
Ri 2(RS1 rbe1)
2 (1 2.5) 7(k)
❖ 增大发射极电阻RE旳阻值，线性范围增大
uo1, uo2
uo2
uodm
uo1
RE 小
RE 大
uid
0
电压传输特性
差动放大电路原理及应用
差动放大电路原理及应用差动放大电路是一种电子电路，其基本原理是利用两个输入之间的电压差来放大信号。
它由一个差分放大器和一个输出级组成，常用于放大微弱信号。
下面将详细介绍差动放大电路的工作原理及应用。
差动放大器采用了差动放大方式，即两个输入信号相互作用，电压差通过放大后得到放大输出信号。
差分放大器由两个晶体管组成，一个是NPN型，一个是PNP 型。
在工作过程中，两个输入信号通过耦合电容C1和C2加在晶体管基极上，导通两个晶体管，使得两个晶体管工作在放大状态。
输出信号通过输出电容C3耦合到负载电阻上，最后形成放大的输出信号。
差动放大电路的主要优点是具有高增益、低失真和良好的共模抑制比。
其增益由输入电阻、反馈电阻和负载电阻决定。
利用差动放大电路，可以实现对微弱信号的放大，提高信号的强度，同时还能减小噪声干扰，提高信号的质量。
差动放大电路在实际应用中有着广泛的应用。
其中最常见的应用是在音频放大器中。
差分放大器能够将音频信号放大到合适的水平，驱动扬声器，使得声音更加清晰、响亮。
此外，在通信系统中，差动放大电路也被广泛使用。
它可以放大发送方的信号，并通过差分放大来抑制噪声干扰，保证接收方得到清晰的信号。
另外，差动放大电路还被应用于测量系统中。
例如，在温度测量中，可以使用差动放大器将微弱的温度信号放大到适合测量的范围。
差动放大器还经常被用作传感器信号的接收电路，能够提高信号的精确度和稳定性。
此外，差动放大器还具有良好的共模抑制比，可以抑制输入信号和共模信号之间的干扰。
因此，差动放大器也被广泛应用于抑制环境噪声的电路中。
例如，在汽车音响系统中，差分放大器可以有效地抑制来自发动机的噪声，使得音乐更加清晰。
总之，差动放大电路是一种广泛应用的电子电路，其原理是通过放大两个输入信号之间的电压差来实现信号放大。
它具有高增益、低失真和良好的共模抑制比等优点，被广泛应用于音频放大器、通信系统、测量系统以及噪声抑制等领域。
通过差动放大电路的应用，可以提高信号的强度和质量，使得各种电子设备的性能得到提升。
差动放大电路
设ui1>0,
则ui2<0
IC2<0, VC2>0
IC1>0, VC1<0; uo=VC1VC2 设VC!=-1V,
VC2=1V
则uo=-2V
(3)比较输入
ui1与ui2是任意
则设ui1为给定信号,ui2为反馈信号 uo=Au(ui1-ui2)
为了便于分析与处理,可以将这种即非共模、又 非差模的信号,分解为共模分量和差模分量。 ui1 uod1
RB
uod2
ui
ui1
RE
T2 T2
RB
ui2
-EE
当T1管输入信号电压ui且极性如图所示,T1的集电流 增大,其增大量为IC(正值),流过RE的电流也增大,因 而发射极电位升高,使T2基—射极电压减小UBE2,T2的 集电极电流也就减小,其减小量为IC2(负值)。IC1和 IC2的相对大小,取决于RE的大小,RE大,T1的输入信号 耦合(传送)到T2管的作用也强。
VE=RE(IC1+IC2)
是一有限值
当RE足够大时, IC1+IC20对信号讲,RE电路可 认为是开路的,如图所示。 rbe rbe RB R
B
ui
ui11/2ui
ui2-1/2ui
在单端输入的差动放大电路中,只要共模反馈电阻RE 足够大时,两管所取得的信号就可以认为是一对差模 从这一点来看,单端输入和双端输入是一样的 信号。
EE 2 R
E
U CE U CC R C I C U CC
EER C 2R E
3. 动态分析: 1) 双端输入——双端输出
RC
RB
T1
uo
T2 RE
差动放大电路
uic = (ui1+ ui2 ) / 2
ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V) ui2 = 0.99 = 1.00 – 0.01 (V) = 1.01 – 0.99 = 0.02 (V) u = u + 1 u
i1 = ic + 2 id
3 差动放大电路的计算
RC RC
uo ui1
例1
RC
(1)求差模输入电压 uid 、共模输入电压 uic ) +VCC (2) 若 Aud = – 50、 Auc = – 0.05 ) 、
RC
uo 求输出电压 uo，及 KCMR 1.01 V uC2 0.99 V uC1 [解](1) 可将任意输入信号分解为 ui2 ) ui1 V V2 1 共模信号和差模信号之和 共模信号 差模信号 R
(1)求静态工作点； )求静态工作点； +V RC +6CC V 7.5 k ui2 V2 IREF
Hale Waihona Puke K CMRAud = Auc
实际中还常用对数的形式表示共模抑制比， 实际中还常用对数的形式表示共模抑制比，即 常用对数的形式表示共模抑制比
Aud K CMR (dB ) = 20 lg Auc
值越大， 若Auc＝0，则KCMR→∞，这是理想情况。这个值越大，表 ， ，这是理想情况。这个值越大 示电路对共模信号的抑制能力越好 抑制能力越好。 示电路对共模信号的抑制能力越好。一般差动放大电路的 KCMR约为 约为60dB，较好的可达 ，较好的可达120dB。 。
EE
VEE
uid = u i1 – u i2
= 1 (V) ui2 = uic 1 uid 2 uod = Auduid = – 50 × 0.02 = – 1 (V) (2) ) uoc = Aucuic = – 0.05 × 1 = – 0.05 (V) uo = Auduid + Aucuic = –1.05 (V) 50 Aud = 20 lg K CMR (dB ) = 20 lg = 60 (dB) 0.05 Auc
差动放大电路工作原理
差动放大电路工作原理差动放大电路是一种常见的电路，它常常被用于放大微小信号。
本文将介绍差动放大电路的工作原理、应用场景以及常见问题解决方法。
一、差动放大电路的工作原理差动放大电路由两个输入端和一个输出端组成。
当两个输入端的电压不同时，输出端就会输出一个差分电压。
差分电压的大小与两个输入端的电压差有关，电压差越大，则差分电压也越大。
差动放大电路的主要作用是将微小信号放大到可以被其他电路处理的程度。
差动放大电路通常由两个晶体管组成。
其中，一个晶体管的发射极连接到一个恒流源，另一个晶体管的发射极连接到另一个恒流源。
两个晶体管的集电极通过一个电阻连接在一起，形成一个共射放大电路。
两个输入端的信号分别连接到两个晶体管的基极上，输出端连接到两个晶体管的集电极上。
差动放大电路的工作原理可以用以下公式表示：Vout = (V1-V2) * (Rc / Re)其中，V1和V2分别是两个输入端的电压，Vout是输出端的电压，Rc是两个晶体管的集电极电阻，Re是两个晶体管的发射极电阻。
二、差动放大电路的应用场景差动放大电路广泛应用于音频放大器、电视机、电脑等电子产品中。
它可以将微弱的音频信号放大到可以被扬声器播放的程度。
此外，差动放大电路还可以用于测量仪器中，例如电压表、电流表等。
三、差动放大电路的常见问题解决方法1. 电路失真：差动放大电路有时会出现电路失真的情况，这可能是由于电容电压过高或者晶体管的工作状态不稳定造成的。
要解决这个问题，可以适当减小电容电压或者更换晶体管。
2. 电源噪声：电源噪声对差动放大电路的影响非常大，会导致输出信号的失真。
为了解决这个问题，可以采用滤波器来滤除电源噪声。
3. 温度漂移：温度漂移是指电路在不同温度下输出信号的变化。
要解决这个问题，可以采用温度补偿电路来进行调整。
总之，差动放大电路是一种常见的电路，它可以将微弱的信号放大到可以被其他电路处理的程度。
通过了解差动放大电路的工作原理和应用场景，我们可以更好地理解它的作用和意义。
差动放大电路与功率放大电路
差动放大电路与功率放大电路1. 差动放大电路简介差动放大电路是一种常见的放大电路，常用于信号放大和差分信号的增强。
差动放大电路通常由两个输入端口和一个输出端口组成，在输入端口上接入两个相同但相位相反的信号，通过放大电路增强这两个信号，并输出差分信号。
差动放大电路具有以下几个特点：•具有很高的共模抑制比。
因为在差动放大电路中，共模信号会被差动放大器进行抑制，只有差分信号能够被放大。
这使得差动放大电路在抵抗噪声和干扰方面有很好的表现。
•具有高增益。
差动放大电路能够对输入信号进行放大，从而增加信号的幅度。
这对于需要放大信号的应用非常重要。
2. 差动放大电路的结构和原理差动放大电路可以由多种电子元件实现，其中最常见的是使用差动放大器。
差动放大器一般由两个晶体管、两个电阻和一个负反馈网络组成。
其基本结构如下：差动放大电路结构示意图：差动放大电路的工作原理如下：•两个输入端口分别接入相同但相位相反的信号，这样可以在两个输入端口形成差分信号。
差分信号可以通过晶体管进行放大。
•信号经过晶体管放大后，输出端口将输出放大后的差分信号。
在差动放大电路中，负反馈网络起到了平衡差分信号、提升共模抑制比以及调整放大倍数的作用。
负反馈网络一般由电阻和电容组成，并与晶体管的集电极或基极相连。
3. 功率放大电路简介功率放大电路是一种专门用于放大低功率信号至高功率信号的电路。
功率放大电路常用于音频放大、射频放大等应用中。
与差动放大电路不同，功率放大电路主要注重放大高功率信号，并且在电路设计上对功率放大的稳定性和效率有更高的要求。
4. 功率放大电路的结构和原理功率放大电路也可以由多种电子元件实现，常见的有晶体管功率放大电路和集成功率放大电路。
其中晶体管功率放大电路是最常见的一种，它根据不同的输入信号形式可以分为A、B、AB、C类等不同类型。
晶体管功率放大电路的基本结构如下：晶体管功率放大电路结构示意图：晶体管功率放大电路的工作原理如下：•输入信号经过预放大电路进行初步放大，然后输入到功放电路中。
音频功放电路的分析与制作—差动放大电路
零输入零输出
若V与UC的变
化一样，则输 出电压就没有
漂移
信号特点？能 否放大？
5
差动放大电路
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一、典型差动放大电路
1.电路特征
（1）电路理想对称
u
R
C
O
B1
VT1 RP
R
C
VT2
12
5. 主要特点
R
u
R
C
O
B1
VT1 RP
R
C
VT2
u
i1
R-UE EE
+UCC R
B1
u i2
差动放大电路放大差模信号，抑制差模信号， 两输入端中一个为同相输入端（输出与输入同相位），
一个为反相输入端（输出与输入反相位） 。
13
6. 工作方式
双入双出：Ad大；AC 0；KCMRR ∞ 双入单出：Ad约为双出的一半；；AC 小，KCMRR 大
uod ( uc1 ) ( uc2 ) 2uc1 11
4. 主要性能指标
（1）差模电压放大倍数:
Ad
u od ud
大！
（2）共模电压放大倍数:
Ac
u oc uc
0！
两边完全对称
（3）共模抑制比:
K CMRR
=
Ad Ac
！
（Common - Mode Rejection Ratio)
差放放大的是两输入端的差：uo=Aud（ui1-ui2）
ui1 = -ui2= ud
（2）共模输入:( common mode)
差动放大电路
当电源电压或温度变化时，两管的集电极电流和电位同时发生变化，输
出电压Uo＝UCE1－UCE2＝0。因此，尽管各管的零点漂移仍存在，但输出电 压为零，整个放大电路的零点漂移得到抑制。
差
动
放差
大 电 路
动 放 大 电
路
的
分
析
1.2
第5页
2 动态分析
当有信号输入时，对称差动放大电路可以分为差模输入和共模输入两种 情况进行分析。其中，放大器两端分别输入大小相等、极性相反的信号（即 ui1＝－ui2）时称为差模输入；放大器两端分别输入大小相等、极性相同的信 号（即ui1＝ui2）时称为共模输入。
Aud
Aud1
RC
rbe
两输入端之间的差模输入电阻为：
rid 2(RS rbe )
两输出端之间的差模输出电阻为：
rod 2RC
差
动
放差
大 电 路
动 放 大 电
路
的
分
析
1.2
第8页
2 动态分析
2）共模输入
在共模输入信号的作用下，对于完全对称的差动放大电路来说，两管的 集电极电位变化相同，因而输出电压等于零，所以，差动放大电路对共模信 号没有放大能力，即放大倍数Auc为零。
电 工 电 子 技 术
过渡页
第2页
差动放大电路
• 1.1 概述 • 1.2 差动放大电路的分析
差 动 放 大 电 路
概 述
1.1
第3页
差动放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共电阻耦合构 成的，如图10-16所示。对称的含义是两个晶体管的特性一致，电路参数对应）和两个输出端（晶体 管的集电极）。若信号同时从两个输入 端加入，称为双端输入；若信号仅从一 个输入端加入，称为单端输入。若信号 同时从两个输出端输出称为双端输出； 若信号仅从一个输出端输出称为单端输 出。
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uCQ1 uCQ 2 ，所以，静态分析与电路有无接负载无关。1列输入回路电压方程，并根据放大区
I EQ (1 )I BQ I CQ 即可求得 I BQ 和 I CQ ；2列输出回路电压方程可求得U CEQ ；
2）单端输出差分放大电路的静态分析 电路如 P153图3.3.7所示。单端输出带负载后，直流通路不再完全对称。输入回路参数仍然对称，
制每只放大管的温漂。 2、差动放大电路组成及特点
1）电路组成
差分放大器是由对称的两个基本放大电路通过射极公共电阻耦合构成的。“对称”的含义是两个三 极管的特性一致，电路参数对应相等，即 Rc1=Rc2，Rb1=Rb2， 1= 2，VBE1=VBE2，rbe1= rbe2，
ICBO1=ICBO2。
2）电路特性 （1）差动放大电路对零漂在内的共模信号有抑制作用；
教学重点
典型差动放大电路——长尾电路的特点，静态和动态计算。
1、差动放大电路中共模负反馈电阻 Re 的作用，及其对差模信号和
教学难点
共模信号的不同处理方法； 2、差动放大电路动态参数计算；
思路概述
本讲以教师讲授为主。用多媒体演示典型差动放大电路——长尾电路的特点、静态和动 态计算等，便于学生理解和掌握。
KCMR
（5）共模抑制比
Ad Ac
；理想情况下，共模放大倍数为0，共模抑制比为∞。
7、差动放大电路的动态分析
求解动态参数的关键是针对差模参数和共模参数，应分别画出微变等效电路进行计算。差模和共模
微变等效电路的主要区别是对 Re 的处理不同：在差模等效电路中，双端输入时 Re 视为短路；单端输入
时 Re 视为开路。在共模信号作用下对单边电路而言，发射极等效电阻为2Re。
差模信号为： uid ui1 ui2 ；
uic
共模信号为：
ui1
ui2 2
5、差分放大电路的静态分析
静态时，电路的输入信号 ui1 和 uu2 均接地，故电路静态分析与信号的输入方式无关，可分两种情
况进行：双端输出和单端输出。 1）双端输出差分放大电路的静态分析
电路如 P149图3.3.3所示。由于双端输出差分放大电路的直流通路完全对称，即
五、小结： 1、差动放大电路中共模负反馈电阻 Re 的作用，及其对差模信号和共模信号的不同处理方法； 2、差动放大电路动态参数计算；
课后反思 1、差动放大电路中共模负反馈电阻 Re 的作用，及其对差模信号和共模信号的不同处理方法； 2有放大作用；
（3）共模负反馈电阻 Re 的作用：①稳定静态工作点。②对差模信号无影响。③对共模信号有负反 馈作用：Re 越大对共模信号的抑制作用越强；也可能使电路的放大能力变差。
3、差动放大电路的输入和输出方式
1）差动放大电路可以有两个输入端：同相输入端和反相输入端。根据规定的正方向，在某输入端 加上一定极性的信号，如果输出信号的极性与其相同，则该输入端称为同相输入端。反之，如果输出信
号的极性与其相反，则该输入端称为反相输入端。
2）信号的输入方式：若信号同时加到同相输入端和反相输入端，称为双端输入；若信号仅从
一个输入端加入，称为单端输入。 3）信号的输出方式：差动放大电路可以有两个输出端：集电极 C1和 C2。从 C1和 C2输出称为双端
输出；仅从集电极 C1或 C2对地输出称为单端输出。 按照信号的输入、输出方式，或输入端与输出端接地情况的不同，差动放大电路有四种接法：双端
课题 授课班级 授课类型 教学目标
教学核心
建平县职业教育中心备课教案
模块（单元）
项目（课）
差动放大电路
11电子
授课教师
安森
新授
授课时数
2
知识目标
差动放大电路中共模负反馈电阻 Re 的作用，及其对差模信号和共模 信号的不同处理方法
能力目标
差动放大电路动态参数计算
情感态度目标
培养学生的学习兴趣，培养学生的爱岗敬业精神
即 I BQ1 I BQ2 ；在放大区有 I CQ1 I CQ 2 ；但是，U CQ1 U CQ 2 ，U CEQ1 U CEQ2 。所以，应该
采用戴维南等效定理将原电路的直流通路等效为如 P153图3.3.8所示电路，然后分别计算U CQ1 和U CQ2
U
或
CEQ1
和
U
CEQ
2
。
6、差动放大电路的动态性能指标 （1）差模电压放大倍数 Ad：描述电路放大差模信号的能力； （2）差模输入电阻 Rid：差模信号作用下的输入电阻。 （3）差模输出电阻 Rod：差模信号作用下的输出电阻。 （4）共模电压放大倍数 Ac：描述电路抑制共模信号的能力；
虽然差动放大电路有四种接法，且有三种不同的输入信号。由于单端输入可以转换为双端输入；比 较输入可以看成是差模输入和共模输入的叠加。实际分析计算时，只须考虑两种情况：差模信号作用下 的双入—双出、双入—单出；共模信号作用下的双入—双出、双入—单出。
8、改进型差分放大电路 为了既能采用较低的电源电压又能有很大的 Re 等效电阻，可采用恒流源电路来替代 Re，这样可以 大大增加电路抑制共模信号的能力。电路如 P156图3.3.13所示。
教学方法
读书指导法、演示法。
教学工具
电脑，投影仪
教学过程
一、组织教学：师生互相问候，安全教育，上实训课时一定要听从老师的指挥，在实训室不要乱动
电源。 二、复习提问：
三、导入新课：
1、直接耦合放大电路的零点漂移 直接耦合放大电路的零点漂移主要是晶体管的温漂造成的。在基本差动放大电路中，利用参数的对
称性进行补偿来抑制温漂。在长尾电路和具有恒流源的差动放大电路中，还利用共模负反馈或恒流源抑
输入/双端输出；双端输入/单端输出；单端输入/双端输出；单端输入/单端输出； 4、差模信号和共模信号 1）差模信号：幅度相等、极性相反的一对输入信号。通常为有用信号。 2）共模信号：幅度相等、极性相同的一对输入信号。通常为温漂和干扰信号。
3）比较输入： ui1 和 uu2 可以分解为一对差模信号 uid 和一对共模信号 uic 的叠加作用。