模拟电子技术基础(高等教育出版社 第四版)3.3(1)直接耦合放大电路

3.3直接耦合放大电路3.3.1零点漂移现象及其产生的原因3.3.2差分放大电路3.3.3直接耦合互补输出级3.3.1零点漂移现象及其产生的原因什么是零点漂移现象：uI＝0，uO≠0且缓慢变化的现象。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3.3.2差分放大电路一、长尾式差分放大电路的组成零点漂移参数理想对称：Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc，Re为公共的发射极电阻;T1、T2在任何温度下特性均相同。典型电路由于Re接负电源-VEE，拖一个尾巴，故称为长尾式电路。在理想对称的情况下：1.克服零点漂移；2.零输入零输出。二、长尾式差分放大电路的分析1.静态分析：令uI1=uI2=002CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQUUuUUUIIIIIIIII1.静态分析eEQBEQbBQEE2RIURIVBEQEQEQCQUUURIVUUUII式中，，BEQcCQCCCEQEQBQ1晶体管输入回路方程：eBEQEEEQ2RUVI通常，Rb较小，且IBQ很小，故2.抑制共模信号0)()(C2CQ2C1CQ1C2C1OuUuUuuu0cIcOccAuuA，参数理想对称时共模放大倍数C21CC21CB21Buuiiii共模信号：数值相等、极性相同的输入信号，即IcI2I1uuu2.抑制共模信号：Re的共模负反馈作用0cIcOccAuuA参数理想对称时共模放大倍数Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号对于每一边电路晶体管发射极等效电阻为2Re如T(℃)↑→iC1↑iC2↑→uE↑→iB1↓iB2↓→iC1↓iC2↓抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。3.放大差模信号C1OC21CC21CB21B2uuuuiiii△iE1=－△iE2，Re中电流不变，即Re对差模信号无反馈作用。2/IdI2I1uuu差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即)(2bebBIdrRiuRL中点是交流地差模信号作用时的动态分析bebLcd)2(rRRRA∥差模放大倍数IdOdduuA)2(2LcCOdRRiu∥2)(2cobebiRRrRR，4.动态参数：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。。况下，。在参数理想对称的情CMRcdCMRKAAK在实际应用时，信号源需要有“接地”点，以避免干扰；或负载需要有“接地”点，以安全工作。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。长尾式差分放大电路为双端输入双端输出。三、差分放大电路的四种接法1.双端输入单端输出：Q点分析cCQCCCQ2LcCQCCLcLCQCQ1)(RIVURRIVRRRRIVUCCC∥由于输入回路没有变化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但输出回路不对称，即UCEQ1≠UCEQ2。1.双端输入单端输出：差模信号作用下的分析bebLcd)(21rRRRA∥cobebi)(2RRrRR，1.双端输入单端输出：共模信号作用下的分析bebLcd)(21rRRRA∥ebebLcc)1(2)(RrRRRA∥bebebebCMR)1(2rRRrRK1.双端输入单端输出bebLcd)(21rRRRA∥（1）单端输出时常将不输出信号一边T2的Rc省掉；（2）双端输出时的Ad不是单端输出时的2倍（RL不同）；（3）单端输出时的输入电阻Ri没有变，输出电阻RO是双端输出电路输出电阻的一半。（4）Re越大，Ac越小，KCMR越大，电路性能越好。bebebebCMR)1(2rRRrRKcobebi)(2RRrRR，ebebLcc)1(2)(RrRRRA∥2.单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压输入差模信号的同时伴随着共模信号输入，即单入双出与双入双出电路区别：2/IIcIIduuuu，2.单端输入双端输出CMRCKuAuAuAuAu,02IdOIcIdO，即则，如果电路参数理想对称差模输出共模输出路相同。作用分析与单入双出电电路相同。对输入信号与分析双入单出、、、、）单入单出电路（全相同。与分析双入双出电路完、、、、）（iocdiocdRRAAQRRAAQ213.四种接法的比较：电路参数理想对称条件下输入方式：Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。输出方式：Q点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。coCMRcbebLcd20)2(RRKArRRRA∥双端输出：cobebebebCMRebebLccbebLcd)(2)1(2)1(2)()(2)(RRrRRrRKRrRRRArRRRA∥∥单端输出：四、具有恒流源的差分放大电路为什么要采用电流源？Re越大，共模负反馈越强，单端输出时的Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。需在低电源条件下，得到趋于无穷大的Re。为使Re趋于无穷大，常将Re用恒流源取代。解决方法：采用电流源！五、具有恒流源的差分放大电路33BEQ3EE2123EB32CIRUVRRRIII，等效电阻为无穷大近似为恒流(1)为弥补电路参数非对称性,常用阻值很小的电位器RW加在两个差分管的发射极之间;(2)RW对动态参数有影响,若RW滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式为:2)1(WbebcdRrRRAWbebi)1()(2RrRR六、差分放大电路的改进1.加调零电位器RWdoidmd2RRRRgA2.场效应管差分放大电路为了获得高输入电阻的差分放大电路,可将前面所讲电路中的差放管用场效应管取代晶体管。