[模电专栏]
文章目录
- A 差分放大电路
- A.a 零点漂移现象及其产生的原因
- A.b 长尾式差分放大电路的组成
- A.c 长尾式差分放大电路的分析
- A.c.a 静态分析
- A.c.b 动态分析
- A.d 差分放大电路的四种接法
- A.d.a 双端输入单端输出差分放大电路
- A.d.b 单端输入双端输出差分放大电路
- A.e 具有恒流源的差分放大电路
- A.f 差分放大电路的改进
- A.f.a 加调零电位器
- A.f.b 场效应管差分放大电路
A 差分放大电路
A.a 零点漂移现象及其产生的原因
<1> 什么是零点漂移现象：输入变化 Δ u I = 0 \Delta u_I=0 ΔuI=0,而输出变化 Δ u o ≠ 0 的 现 象 。 \Delta u_o \not=0的现象。 Δuo=0的现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。
克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿
典型电路：差分放大电路
A.b 长尾式差分放大电路的组成
加一个可变电动势 V V V，输出电位漂移它就改变电势调整输出电压为零。
假设左右是一摸一样的电路，而且它们的环境也相同，那么它们的漂移也就一样了。运用这个就可以抵消漂移。(用零漂打败零漂)
备注：共模信号：大小相等，极性相同。差模信号：大小相等，极性相反。
R e R_e Re过大，必然导致静态工作点降低，使得放大器的动态范围变小。
在理想对称的情况下：
-
克服零点漂移
-
零输入零输出
-
抑制共模信号
两边放大器的输入信号大小和方向都相等（共模信号），电压放大倍数也一样，输出就被抵消，没能被放大。
- 放大差模信号
A.c 长尾式差分放大电路的分析
A.c.a 静态分析
A.c.b 动态分析
发射极电阻 R e R_e Re流过的电流为 I E 1 + I E 2 I_{E1}+I_{E2} IE1+IE2，所以负反馈效果加倍。
由于两端输入电压方向相反，一边增大，就有一边减小，所以 R L R_L RL的中点电势不随输入电压变化增大而增大，可以视为接地。
Δ i E 1 = − Δ i E 2 \Delta i_{E1}=-\Delta i_{E2} ΔiE1=−ΔiE2， R e R_e Re中电流不变，即 R e R_e Re对差模信号无反馈作用，把它视为短路。
A.d 差分放大电路的四种接法
A.d.a 双端输入单端输出差分放大电路
不对称
进行戴维南等效，得到：
V C C ′ = R L R c + R L V C C V'_{CC}=\frac{R_L}{R_c+R_L}V_{CC} VCC′=Rc+RLRLVCC
R c ′ = R C / / R L R_c'=R_C//R_L Rc′=RC//RL
差模时流过 R e R_e Re的电流为0。
增大 R e R_e Re，共模抑制比越大。
T 2 T_2 T2的 R c R_c Rc可以断路，对输出没影响。
A.d.b 单端输入双端输出差分放大电路
分解为差模和共模的叠加。
A.e 具有恒流源的差分放大电路
A.f 差分放大电路的改进
A.f.a 加调零电位器
1 为什么加 R W R_W RW?
当两边不是理想对称时，输入信号为0时输出不是0。因此需要电位器调整。
2 R W R_W RW取值大还是小？
如果需要 R W R_W RW阻值大，说明电路对称性差,要重新选择元件。
3 R W R_W RW对动态参数的影响？
一定会：输入电阻，放大倍数
4 若 R W R_W RW滑动端在中点，写出 A d A_d Ad和 R i R_i Ri的表达式。
A.f.b 场效应管差分放大电路
用叠加法：
1.将 u I 2 u_{I2} uI2置零，看 u I 1 u_{I1} uI1单独作用有多少共模，多少差模
2 将 u I 1 u_{I1} uI1置零，看 u I 2 u_{I2} uI2单独作用有多少共模，多少差模
3 把两种情况加起来。
u I d = 10 − 5 u_{Id}=10-5 uId=10−5; u I c = 10 / 2 + 5 / 2 = 7.5 u_{Ic}=10/2+5/2=7.5 uIc=10/2+5/2=7.5
由已知条件可求得 A c A_c Ac
图片来源：模拟电子技术基础（华成英/清华大学）；
