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差动放大器的基本电路和工作原理

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差动放大器的基本电路和工作原理

    

图12-5 基本差动放大器

    1.基本电路

    基本差动放大器如图12-5所示。它由两个性能参数完全相同的共射放大电路组成,通过两个管射极连接并经公共电阻RE将它们耦合在一起,所以也称为射极耦合差动放大器。

    2.电路的静态工作点分析

    为了使差动放大器输入端的直流电位为零,通常都采用正、负两路电源供电。由于T1和T2两管参数相同,电路结构对称,所以两管工作点必然相同。由图12-5可知,当Ui1=Ui2=0时

    

    则流过RE的电流I为

    

    所以

    

    因为UC1=UC2,可见,静态时,差动放大器两输出端之间的直流电压为零。

    3.抑制零点漂移的工作原理

    当温度发生变化时,就会引起两管集电极电流和集电极电位发生相同的变化,即

    

    所以输出电压为

    

    可见,差动放大电路若左右两边理想对称,从两管集电极之间输出信号时零点漂移就可完全被抑制。

    4.信号输入方式

    当有信号输入时,对称差动放大电路的工作情况可以分为下列几种输入方式来分析。

    (1)共模输入:两个输入信号电压的大小相等,极性相同,即Ui1=Ui2。在共模输入信号的作用下,对于完全对称的差动放大电路来说,两管的集电极电位变化相同,因此输出电压等于零。所以它对共模信号没有放大能力,即这时放大倍数为零。

    (2)差模输入:两个输入信号电压的大小相等,极性相反,即Ui1=-Ui2。在差模输入信号的作用下,对于完全对称的差动放大电路来说,两管的集电极电位变化相反,因此输出电压为

    

    可见,在输入差模信号时,差动放大电路的输出电压为两管各自输出电压变化量的两倍。此时输出电压Uo与差模输入电压Uid的比值称为差模电压放大倍数或差模电压增益,用Aud表示,即

    

    (3)比较输入:两个输入电压信号的大小和极性是任意的,这种信号称为比较输入信号是自动控制系统中常见的输入信号。

    对于比较输入信导,可以采用数学方法将其分解成一对共模分量和差模分量,方法为

    差模分量

    

    共模分量

    

    此时,左右两端的输入分别为

    

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