差動放大器的作用
1、差動放大電路的基本形式對電路的要求是:兩個電路的參數(shù)完全對稱兩個管子的溫度特性也完全對稱。
它的工作原理是:當輸入信號Ui=0時,則兩管的電流相等,兩管的集電極電位也相等,所以輸出電壓Uo=UC1-UC2=0。溫度上升時,兩管電流均增加,則集電極電位均下降,由于它們處于同一溫度環(huán)境,因此兩管的電流和電壓變化量均相等,其輸出電壓仍然為零。
它的放大作用(輸入信號有兩種類型) 共模信號---在差動放大管T1和T2的基極接入幅度相等、極性相同的信號。如圖(2)所示
共模信號的作用,對兩管的作用是同向的,將引起兩管電流同量的增加,集電極電位也同量減小,因此兩管集電極輸出共模電壓Uoc為零。因此:。
于是差動電路對稱時,對共模信號的抑制能力強 差模信號---在差動放大管T1和T2的基極分別加入幅度相等而極性相反的信號。如圖(3)所示
差模信號的作用,由于信號的極性相反,因此T1管集電極電壓下降,T2管的集電極電壓上升,且二者的變化量的絕對值相等,因此: 此時的兩管基極的信號為:所以:,由此我們可以看出差動電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管電壓的放大倍數(shù)。
由圖可知,當對差動電路的兩個輸入端加上一對大小相等、相位相反的差模信號,這時第一個管的射級電流增大,第二個管的射級電流減小,且增大量和減小量時時相等。另外,由于輸入差模信號,兩管輸出端電位變化時,一端升高。另一端則降低,且升高量等于降低量。
基本差動電路存在如下問題: 電路難于絕對對稱,因此輸出仍然存在零漂;管子沒有采取消除零漂的措施,有時會使電路失去放大能力;它要對地輸出,此時的零漂與單管放大電路一樣。 為此我們要學習另一種差動放大電路------長尾式差動放大電路
差動放大電路能放大差模信號,抑制共模信號
(1)靜態(tài)分析,因沒有輸入信號,即vs1=vs2=0時,由于電路完全對稱:
所以輸入為0時,輸出也為0。
(2)加入差模信號時,即
。從電路看:vb1增大使得ib1增大,使ic1增大使得vc1減小。vb2減小使得ib2減小,又使ic2減小,使得vc2增大。由此可推出:vo=vc1-vc2=2v(v為每管變化量)。若在輸入端加共模信號,即vs1=vs2。由于電路的對稱性和恒流源偏置,理想情況下,vo=0,無輸出。這就是所謂“差動”的意思:兩個輸入端之間有差別,輸出端才有變動。
在差動式電路中,無論是溫度的變化,還是電流源的波動都會引起兩個的ic及vc的變化。這個效果相當于在兩個輸入端加入了共模信號,理想情況下,vo不變從而抑制了零漂。當然實際情況下,要做到兩管完全對稱和理想恒流源是比較困難的,但輸出漂移電壓將大為減小。