差动放大电路的结构和静态工作点分析 全球关注
2023-06-07 19:03:26    沫禾电子

差动放大电路

由于温度变化而引起的电压漂移是零点漂移的主要成分,用热敏元件进行温度补偿不失为一种解决温漂的好办法。受补偿思想启发,用2只型号和特性都相同的晶体管来进行补偿,也收到了较好的抑制零点漂移的效果,这就是差动放大电路(也称差分放大电路)。


(资料图)

1、差动放大电路结构

如下图所示,差分放大电路由两个元件参数完全相同的基本共射极放大电路组成:

电路说明:

(1)单刀双掷开关S1拨到位置3时,构成典型的差分放大电路。

电位器Rp用于调节Q1、Q2的静态工作点,使得输入信号Ui时,双端输出电压Uo=0。R5为发射极公共电阻,对差模信号无负反馈作用,不影响差模电压放大倍数,但对共模信号有较强的负反馈作用,可以有效抑制零漂,稳定静态工作点。

(2)单刀双掷开关S1拨到位置1时,构成具有恒流源的差分放大器

用恒流源代替发射极电阻R5,可进一步提高差分放大器抑制共模信号的能力。

在典型差分放大电路中,R5越大,抑制温漂的能力越强。但电源电压一定时,R5越大,ICQ越小、放大倍数越小。在集成电路中,不易制作高电阻,因此典型差分放大电路的改进方向是既要抑制零漂,又不使放大倍数减小很多。图中,Q3是恒流管,R8、R9是偏置元件,R10是负反馈电阻,用以提高恒流源电路的输出电阻。由于偏置电路一定,Ib3就随之确定,Ic3=βIb3也就确定(Q3管工作在放大区)。当Uce3变化时,由于Ic3几乎不变,则等效交流电阻将很高,而保证Q3工作在放大区所需的Uce3并不高,一般只要Uce3 ≥1V即可。

2、静态工作点分析

如图所示,将开关S1拨到位置3,A、B两点接地短路,构成典型的差分放大电路。

1.调节零点

不接入信号源,将A、B与地短接,调节零点电位器Rp,使得万用表XMM1电压值为0。

2.分析静态工作点

如上图所示,

三极管Q1:基射电压Ube1≈607.1mV,基集电压Ubc1≈-6.4V,则Q1工作在放大区;

三极管Q2:基射电压Ube2≈607.1mV,基集电压Ubc2≈-6.4V,则Q2工作在放大区。

从静态电位可判断,Q1与Q2的工作状态完全相同。

现在,我们了解了差动放大电路的结构,并通过静态分析得到Q1与Q2两个晶体管的工作状态完全相同,这与抑制零点漂移有什么关系呢?

由于该电路较复杂,我们将分几天说明其具体功能,如有条件,也请大家在仿真软件中完成该电路的绘制,如对电路结构有异议,请留言共同探讨。

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