晶体管差动放大电路
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。
差动放大电路原理介绍
从电路结构上说，差动放大电路由两个完全对称的单管放大电路组成。
由于电路具有许多突出优点，因而成为集成运算放大器的基本组成单元。
一、差动放大电路的工作原理最简单的差动放大电路如图7-4所示，它由两个完全对称的单管放大电路拼接而成。
在该电路中，晶体管T1、T2型号一样、特性相同，RB1为输入回路限流电阻，RB2为基极偏流电阻，RC为集电极负载电阻。
输入信号电压由两管的基极输入，输出电压从两管的集电极之间提取(也称双端输出)，由于电路的对称性，图7-4 最简单的差动放大电路C2，即。
由以上分析可知，在理想情况下，由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。
抑制零点漂移是差动放大电路最突出的优点。
但必须注意，在这种最简单的差动放大电路中，每个管子的漂移仍然存在。
2．动态分析差动放大电路的信号输入有共模输入、差模输入、比较输入三种类型，输出方式有单端输出、双端输出两种。
(1)共模输入。
在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，即，这种输入方式称为共模输入。
大小相等、极性相同的信号为共模信号。
很显然，由于电路的对称性，在共模输入信号的作用下，两管集电极电位的大小、方向变化相同，输出电压为零(双端输出)。
说明差动放大电路对共模信号无放大作用。
共模信号的电压放大倍数为零。
(2)差模输入。
在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压，即ui1= -ui2 ,这种输入方式称为差模输入。
大小相等、极性相反的信号，为差模信号。
，导致集电极电位下降T2管的集电极电流减小，导致集电极电位升高(，由于 = ，若其输出电压为uo = Au(ui1- ui2).ui1 - ui2的差值为正，说明炉温低于1 000 ℃，此时uo为负值；反之，uo为正值。
我们就可利用输出电压的正负去控制给炉子降温或升温。
差动放大电路是依靠电路的对称性和采用双端输出方式，用双倍的元件换取有效抑制零漂的能力。
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
晶体管差分放大电路
晶体管差分放大电路晶体管差分放大电路是一种常见的电子放大电路，广泛应用于各种电子设备中。
它通过使用晶体管来放大电信号，提高信号的幅度，以便于后续的处理或传输。
差分放大电路的基本原理是利用晶体管的特性，将输入信号分为两个相位相反的信号，并分别放大，然后再将它们合并起来。
这样做的好处是可以抵消输入信号中的共模噪声，提高信号的纯净度和稳定性。
晶体管差分放大电路通常由两个晶体管组成，一个被称为"差动对"，另一个被称为"负载"。
差动对中的两个晶体管的基极通过一个电阻连接在一起，作为输入端；负载晶体管的集电极则作为输出端。
输入信号通过一个耦合电容进入差动对，然后经过放大后，输出到负载晶体管。
负载晶体管的集电极连接到电源电压，以提供放大后的信号。
晶体管差分放大电路的工作过程如下：首先，当没有输入信号时，差动对中的两个晶体管的工作电流相等，没有信号放大效果。
然而，当有输入信号时，它会引起差动对中的两个晶体管的工作电流发生微小的不平衡。
这是因为输入信号会改变两个晶体管的基极电压，从而改变它们的导通状态。
当一个晶体管的导通状态改变时，与之并联的电阻也会发生相应的变化，导致两个晶体管的工作电流不同。
这种微小的不平衡会导致差动对中的两个晶体管产生微小的差异信号。
接下来，差动对中的微小差异信号会被放大，放大倍数由差动对的增益决定。
放大后的信号经过耦合电容进入负载晶体管，再经过负载晶体管的放大，最终输出到负载电阻。
通过调整差动对的工作点和放大倍数，可以得到所需的放大效果。
晶体管差分放大电路具有很多优点。
首先，它可以提高信号的纯净度和稳定性，减少杂散噪声的干扰。
其次，由于差动对中的晶体管工作在放大区，所以具有较高的放大倍数和输入电阻，可以满足不同信号源的要求。
此外，晶体管差分放大电路还可以根据需要进行电流放大、电压放大或功率放大，灵活性较高。
晶体管差分放大电路是一种常见的电子放大电路，通过差动对和负载晶体管的相互作用，可以实现对输入信号的放大。
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。
差分运算放大电路 温漂
差分运算放大电路（也称为差动放大器）设计时特别注重抑制由于温度变化导致的输入失调电压的变化，即温漂（Temperature Drift）。
在晶体管或场效应管组成的差分对中，两个对称结构的器件并联连接，它们的基极（或栅极）接收一对大小相等、极性相反的输入信号。
当环境温度变化时，通常会引起晶体管参数（如发射结电压Vbe）的变化，进而产生失调电压。
差分放大电路抑制温漂的主要原理和机制包括：
1. 元件匹配：通过使用特性尽可能一致的晶体管，并采取精密的布局和布线，使得两管受温度影响产生的失调电压趋于相同，在差分模式下相互抵消。
2. 负反馈机制：长尾电阻（共模负反馈电阻）能够有效地将共模信号（例如由温度引起的共同变化）转化为差模信号，然后被差分放大器本身所抑制。
3. 恒流源偏置：如果差分对的发射极加载一个恒定电流源，而不是简单的电阻，那么即使温度变化引起晶体管的发射极-基极电压Vbe发生变化，恒流源会维持集电极电流的稳定，进一步减少温度对输出电压的影
响。
通过这些设计手段，差分运算放大器能够显著地降低由温度引起的零点漂移，从而提高了电路在不同温度条件下的稳定性与精度。
差动放大电路实验报告
一、实验目的1. 理解差动放大电路的工作原理和特性。
2. 掌握差动放大电路的组成、电路图和基本分析方法。
3. 学习差动放大电路的静态工作点调整、差模和共模放大倍数的测量方法。
4. 分析差动放大电路的共模抑制比（CMRR）和输入阻抗等性能指标。
二、实验原理差动放大电路由两个性能相同的基本共射放大电路组成，具有抑制共模信号、提高差模信号放大倍数的特点。
差动放大电路的输出电压为两个输入电压之差，即差模信号，而共模信号则被抑制。
本实验采用长尾式差动放大电路，电路结构简单，易于分析。
三、实验仪器与设备1. 模拟电路实验箱2. 数字示波器3. 数字万用表4. 信号发生器5. 电阻、电容、晶体管等元器件四、实验步骤1. 实验电路搭建：按照实验指导书要求，搭建长尾式差动放大电路，包括晶体管、电阻、电容等元器件。
2. 静态工作点调整：调整电路中的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
使用数字万用表测量晶体管的静态电流和静态电压，调整偏置电阻，使静态电流和静态电压符合设计要求。
3. 测量差模电压放大倍数：将信号发生器输出信号接入差动放大电路的输入端，调整信号幅度和频率。
使用数字示波器观察输出信号，测量差模电压放大倍数。
4. 测量共模电压放大倍数：将信号发生器输出共模信号接入差动放大电路的输入端，调整信号幅度和频率。
使用数字示波器观察输出信号，测量共模电压放大倍数。
5. 测量共模抑制比（CMRR）：将信号发生器输出差模信号和共模信号同时接入差动放大电路的输入端，调整信号幅度和频率。
使用数字示波器观察输出信号，计算CMRR。
6. 分析输入阻抗：根据实验数据，分析差动放大电路的输入阻抗。
五、实验结果与分析1. 静态工作点调整：经过调整，晶体管工作在放大区，静态电流和静态电压符合设计要求。
2. 差模电压放大倍数：实验测得的差模电压放大倍数为20dB，与理论值相符。
3. 共模电压放大倍数：实验测得的共模电压放大倍数为2dB，与理论值相符。
同相并联差动放大电路
同相并联差动放大电路
从电路结构来看，同相并联差动放大电路通常由两个晶体管和
若干电阻器组成。
晶体管的基极分别连接到输入信号，发射极连接
到共地，集电极则连接到电源电压。
电阻器则用来设置偏置电压和
限制电流。
这种结构使得电路能够对输入信号进行放大并抑制共模
噪声。
从性能来看，同相并联差动放大电路具有良好的共模抑制比和
高增益。
它可以有效地放大微小信号，并且对于共模信号有很好的
抑制效果。
这使得它在许多应用中都得到了广泛的应用，比如在通
信系统、测量仪器和音频放大器等领域。
在设计和应用中，需要考虑的因素包括晶体管的工作点稳定性、共模抑制比、频率响应、噪声等。
此外，还需要考虑电路的稳定性
和可靠性，以及与其他电路的匹配和接口等方面的问题。
总的来说，同相并联差动放大电路是一种重要的电子电路，它
在信号处理和放大方面有着重要的应用，需要综合考虑电路结构、
性能和应用等方面的因素来进行设计和优化。
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VCE2(V) IB(mA)
VE1(V) IC(mA)
VE2(V) IE (mA)
VRc1(V) IRe3(mA)
VR3(V) b
7
（3）差模电压放大倍数的测量
输入端A接入1KHz、20mV的正弦交流信号，输入端B接地。分别观察差动放 大管T1、T2集电极对地的电压和电阻Re3两端的电压波形。在输出波形不失真 的条件下，用毫伏表分别测量T1、T2 集电极对地的交流电压有效值UC1和UC2， 用万用表直流电压档测量Re3两端电压URe3。然后改变输入交流信号为1KHz、 30mV，重复上述测量填入表中并计算差模电压放大倍数AUD。 UC1 U C 2 直流稳压电源 Aud US
12V E1 12V E2
+12V
-12V
E
UIC(V) 1.8
UO(V)
AUC= UO／UIC
KCMR=20lg(AUD／AUC)
9
5.同时有差模和共模信号输入的电压放大倍数的测量
输入端A接D、B接E点，用万用表测量电压， 填入表中。计算AUD。
12V E1
12V E2
+12V
-12V
E
UIC(V) 1.8
万用表直流电压挡
V
COM
直流稳压电源
12V E1 12V E2
+12V
-12V
6
（2）静态工作点的测量 测量表格中的有关电压，并计算相关的电压，电流。
直流稳压电源
12V E1 12V E2
C1 B1 E1
C2 B2
E2
+12V
-12V
VB1(V) 计算项
VB2(V) VBE1(V)
VCE1(V) VBE2(V)
US(mV) 20 30
UC1(mV)
UC2(mV)
URe3(mV)
UC1+.共模电压放大倍数的测量
（1）用万用表直流电压挡测量E点与地之间的电压UIC，调节RP， 使UIC=1.8V。 （2）输入端A、B短接，短接点与E点连接，用万用表测量UO， 填入表中。计算共模电压放大倍数和共模抑制比。
万用表直流电压挡
V
COM
直流稳压电源
12V E1 12V E2
+12V
-12V
3
（2）静态工作点的测量 测量表格中的有关电压，并计算相关的电压，电流。
万用表直流电压挡
V
COM
直流稳压电源
12V E1 12V E2
+12V
-12V
VB1(V) 计算项
VB2(V) VBE1(V)
VCE1(V) VBE2(V)
直流稳压电源
12V E1 12V E2
+12V
-12V
2
2.零点调整和静态工作点测量
（1）零点调整
C与D连接，K与1连接构成长尾式差动放电电路，输入端 A、B同时接地，接通电源VCC和VSS，用万用表直流电压 档测量双端输出电压，调节电位器RW，使双端输出电压 为零。在以后的实验中，RW应保持不变。
VCE2(V) IB(mA)
VE1(V) IC(mA)
VE2(V) IE (mA)
VRc1(V) IR3(mA)
VR3(V) b
4
3.差模电压放大倍数的测量
输入端A接入1KHz、20mV的正弦交流信号，输入端B接地。分别观察差动放 大管T1、T2集电极对地的电压和电阻R3两端的电压波形。在输出波形不失真 的条件下，用毫伏表分别测量T1、T2 集电极对地的交流电压有效值UC1和UC2， 用万用表直流电压档测量R3两端电压UR3。然后改变输入交流信号为1KHz、 30mV，重复上述测量填入表中并计算差模电压放大倍数AUD。 UC1 U C 2 直流稳压电源 Aud US
实验目的
1．加深对差动放大器性能及特点的理解。 2．学习差动放大器主要性能指标的测试方法。
1
1.正负电源的连接
实验内容和线路
为了给差动放大电路提供±12V工作电源，调节双路输出稳 压电源（Series方式），使E1和E2均为12V。关掉电源，将稳压 电源按图接线，E1的正极端子输出电压+12V，接在实验板的VCC 处。E2的负极端子输出电压-12V，接在实验板的VSS处。 E1的负 极端子和E2的正极端子连接后，接在实验板公共接地端。
US(mV) 20 40
UC1(mV)
UC2(mV)
UR3(mV)
UC1+ UC2(mV)
Aud
5
3.恒流源式差动放大电路的测量 （1）零点调整 C与D连接，K与2连接构成恒流源式差动放大电路，输入 端A、B同时接地，接通电源VCC和VSS，用万用表直流电 压档测量双端输出电压，调节电位器RW，使双端输出电 压为零。在以后的实验中，RW应保持不变。
UID=URP1
UO1(V)
UO2(V)
UO(V)
AUD= UO／UID
10