差动放大电路原理介绍.doc

从电路结构上说,差动放大电路由两个完全对称的单管放大电路组成。由于电路具有许多突出优点,因而成为集成运算放大器的基本组成单元。一、差动放大电路的工作原理    最简单的差动放大电路如图7-4所示,它由两个完全对称的单管放大电路拼接而成。在该电路中,晶体管T1、T2型号一样、特性相同,RB1为输入回路限流电阻,RB2为基极偏流电阻,RC为集电极负载电阻。输入信号电压由两管的基极输入,输出电压从两管的集电极之间提取(也称双端输出),由于电路的对称性,在理想情况下,它们的静态工作点必然一一对应相等。图7-4最简单的差动放大电路      在输入电压为零,ui1=ui2=0的情况下,由于电路对称,存在IC1=IC2,所以两管的集电极电位相等,即UC1=UC2,故 uo=UC1-UC2=0。   当温度升高引起三极管集电极电流增加时,由于电路对称,存在,导致两管集电极电位的下降量必然相等,即    所以输出电压仍为零,即                          。    由以上分析可知,在理想情况下,由于电路的对称性,输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式,对于无论什么原因引起的零点漂移,均能有效地抑制。      抑制零点漂移是差动放大电路最突出的优点。但必须注意,在这种最简单的差动放大电路中,每个管子的漂移仍然存在。      差动放大电路的信号输入有共模输入、差模输入、比较输入三种类型,输出方式有单端输出、双端输出两种。   (1)共模输入。   在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压,即,这种输入方式称为共模输入。大小相等、极性相同的信号为共模信号。   很显然,由于电路的对称性,在共模输入信号的作用下,两管集电极电位的大小、方向变化相同,输出电压为零(双端输出)。说明差动放大电路对共模信号无放大作用。共模信号的电压放大倍数为零。   (2)差模输入。   在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压,即ui1=-ui2,这种输入方式称为差模输入。大小相等、极性相反的信号,为差模信号。   在如图7-4所示电路中,设ui1>0ui2<0,则在ui1的作用下,T1管的集电极电流增大,导致集电极电位下降(为负值);同理,在Ui2的作用下,T2管的集电极电流减小,导致集电极电位升高(为正值),由于=,很显然,和大小相等、一正一负,输出电压为                                uo=-    若=2V,=2V,则                                uo=-2-2=-4V     可见,差动放大电路对差模信号具有较好的放大作用,这也是其电路名称的由来。    (3)比较输入    两个输入信号电压大小和相对极性是任意的,既非差模,又非共模。在自动控制系统中,经常运用这种比较输入的方式。    例如,我们要将某一炉温控制在1000℃,利用温度传感器将炉温转变成电压信号作为ui2加在T2的输入端。而ui1是一个基准电压,其大小等于1000℃时温度传感器的输出电压。如果炉温高于或低于1000℃,ui2会随之发生变化,使ui2与基准电压ui1之间出现差值。差动放大电路将其差值进行放大,其输出电压为                        uo=