差動式直流放大器
圖2(a)是差動式直流放大電路的一種型式。它是由BG1、BG2一對特性相同的晶體管組成,而且電路元件也都是對稱的。輸入信號人別為Ui1、Ui2;單端輸出信號分別是Uc1、Uc2;雙端輸出為UC1與UC2之差,即UO=UC1-UC2O差動電路具有下列特點:
1、具有抑制零點漂移能力
差動電路由于管特性相同和電路元件對稱,所以當溫度升高時,兩管的集電極電流將得到同樣的增量,即△IC1=△IC20而雙端輸出為UO=△IC1RC-△IC2RC=0,所以輸出沒有零點漂移。
2、共模輸入時,具有抑制放大能力
通常把幅度相等,相位相同的一對輸入信號,稱為共模信號,由下列電路圖A可見,當Ui1=Ui2時,在對稱條件下,則雙端輸出Uo=KUil-KUi2=0,
3、差模輸入時,具有放大能力
通常把幅度相等,相位相反的一對輸入信號,稱為差模信號。當Ui1=-Ui2差模輸入時,兩面三刀管集電極輸出分別為Uc1=-KUi1、Uc2=-KUi2;所以,差模放大倍數Kud: Kud=(Uc1-Uc2)/(Ui1-Ui2)=(-Ui1K-Ui1K)/2Ui1=-K=(-)(hfeRc)/(Rs+hie)
由于差動電路的雙端輸入電壓、雙端輸出電壓均比單管共射放大電路多了一倍,所以差模放大倍數Kud與單管共射電路的放大倍數相同
為提高抑制零漂能力,應使共模放大倍數越小越好,差模放大倍數越大越好,因而利用共模抑制比CMRR*=Kud/Kuc作為評價差動放大電路性能好壞的重要指標。
4、具有穩定靜態工作點的能力
圖2(a)的射極度電阻Re對共模信號及溫漂電平均有很強的負反饋作用。例如在溫度升高時,Ic1、Ic2都同時增加,并產生下列負反饋過程:
表一 | ||||
接法 | 雙端輸入、雙端輸出(a) | 單端輸入、雙端輸出(b) | 雙端輸入、單端輸出(C) | 單端輸入、單端輸出(d) |
差模放大倍數 | Kud=-(βRc/Rs+rbe) | Kud=-(βRc/Rs+rbe) | Kud=-[βRc/2(Rs+rbe)] | Kud=-[βRc/2(Rs+rbe)] |
共模放大倍數 | Kuc→0 | 很小 | 很小 | Kuc→0 |
共模抑制比 | 很高 | 高 | 高 | 很高 |
差模輸入阻抗 | Rid=2(Rs+rbe) | Rid=2(Rs+rbe) | Rid=2(Rs+rbe) | Rid=2(Rs+rbe) |
差模輸出阻抗 | Rod=2Rc | Rod=2Rc | Rod=2Rc | Rod=2Rc |
用途 |
常用在多級放大的中間級、輸入級、也可作輸出級 |
將單端輸入轉為雙端輸出,常用在輸入級 | 將雙端轉為單端輸出,常用在中間級和輸入級 | 用在輸入輸出需要一端接地的地方、常用在控制電路及穩壓電源 |
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