【文档说明】第3章-生物医学常用放大器-第3节-直流放大器课件.ppt，共(26)页，563.427 KB，由小橙橙上传

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第三节直流放大器第三章生物医学常用放大器一、直流放大器的零点漂移1、零点漂移现象及其产生的原因2、差分放大电路的形成二、差分放大器1、基本差分放大电路2、差分放大电路的改进3、差分放大电路的工作性能分析4、差分放大电路的四种接法及分析一、零点漂移现象及其产生的原因1.什么是零点漂移现象：Δu

I＝0，ΔuO≠0的现象。2.产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。3.造成问题零点漂移引起电压的变化与被放大的有用信号无法区别开，对于直流

放大器，前级引起的零点漂移电压，被后级放大，最后将掩盖正常输出，造成错误输出。4.解决方法放大器的输入级采用差分放大器。差分放大器具有抑制零点漂移的作用，广泛用于集成电路的输入级。2、差分放大电路的形成目标：Ui=0时，V可以补偿温度引起的电压飘移。二

、基本差分放大电路在理想对称的情况下：1.克服零点漂移；2.零输入零输出；3.抑制共模信号；4.放大差模信号。动态参数：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR电路组成特点:对称性在任何温度下，T1和T2的特性和参数均完全相同。（1

）静态时，IC1=IC2、UCl=UC2UO=UCl-UC2=0（2）温度变化时ΔIC1=ΔIC2ΔUCl=ΔUC2uo=ΔUCl-ΔUC2=0。由温度变化引起的零点漂移被有效地抑制。差分放大器对称结构对两管所产生的同向温度漂移具有较好的抑制作用，这是它的突出优点。1.零点漂移的抑制(1)共模输

入(common-modeinput)两管基极输入信号大小相等，极性相同，即uil=ui2，这样的输入称为共模输入。差分放大器对共模信号没有放大作用，即放大倍数为零。温度变化所引起的零点漂移和其它干扰信号都可以视为共模信号，差分电路抑制共

模信号能力的大小反映出它对零点漂移的抑制水平，在高质量的直流放大器中第一级总是采用差分放大器。2.差分放大器对信号的放大作用(2)差模输入(differentialinput)两管基极输入信号大小相等，极性相反，即uil=-ui2，这样的输入称为差模输入。差模输入信号使两管的集电极电流

IC一增一减，相应的两管的集电极电位一减一增。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，也就是将要放大的输入信号。改进原因：在实际电路中，T1、T2完全对称的情况并不存在，单靠电路的对称性来抑制零点漂移是有限的。差分电路中每个管的集电极电位的漂移并未得到抑制，必须从改进电路

着手，来减小每个三极管自身的零点漂移。3.典型差分放大器的改进（1）长尾式差分放大器电路特点：接入发射极电阻RE、辅助负电源UEE，采用正负双电源供电。为使电路左右平衡，设置调零电位器Rw。电源UEE的作用：1）使信号变化幅度加大。2）IB1、IB2由负电源-UEE提供。RW取值

应大些？还是小些？发射极电阻RE的作用是稳定静态工作点，限制每一个三极管的漂移范围，减小每个管子的零点漂移。发射极电阻RE的作用是稳定静态工作点，限制每一个三极管的漂移范围，减小每个管子的零点漂移。双端输入—双端输出对称差分

放大器。4、电路性能分析静态工作点分析：Q点的计算动态分析：共模信号、差模信号4.1Q点分析（输入为0）BEQcCQCCCEQURIVU+−eEQBEQbBQEE2RIURIV++=晶体管输入回路方程：选合适的VEE和

Re就可得合适的Q02CQ1CQOCQ2CQ1CQEQ2EQ1EQCQ2CQ1CQBQ2BQ1BQ=−=========UUuUUUIIIIIIIIIebBEQEEBQRRUVI)1(2++−=BQEQ

BQCQIIII•+=•=)1(4.2抑制共模信号0)()(C2CQ2C1CQ1C2C1O=+−+=−=uuuuuuu0cIcOcc==AuuA，参数理想对称时共模放大倍数C21CC21CB21Buuiiii===共模信号：数值相等、极性相同的

输入信号，即IcI2I1uuu==)(2bebBIdrRiu+=为什么中间等于地？4.3差模信号作用时的动态分析bebLcd)2(rRRRA+−=∥差模放大倍数IdOdduuA=)2(2LcCO

dRRiu∥−=2)(2cobebiRRrRR=+=，==cdCMRAAKRe哪里去了？在实际应用时，信号源需要有“接地”点，以避免干扰；或负载需要有“接地”点，以安全工作。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双

端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。5、差分放大电路的四种接法)(2bebBIdrRiu+=(1)双端输入双端输出bebLcd)2(rRRRA+−=∥差模放大倍数IdOdduuA=)2(2LcCOdRRiu∥−=2)(2cobebiRRrRR=+

=，==cdCMRAAK(2)双端输入单端输出bebLcd)(21rRRRA+−=∥cobebi)(2RRrRR=+=，对差模信号的等效电路==cdCMRAAK(3)单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入。且共模放大倍数A

c不为零！单端输入双端输出的静态工作、交流等效模型、动态参数分析与双端输入双端输出完全相同。输入信号为0.5UI。(4)单端输入单端输出rid=2(RB+rbe)rod=RCbebLcd)(21rRRRA+−=∥单端输入单端输出的静态工作、交流等效模

型、动态参数分析与双端输入单端输出完全相同。输入信号为0.5UI。共模放大倍数Ac不为零！四种差分放大电路的性能比较接法差模电压放大增益共模电压放大增益KCMR输入、输出电阻双入双出对称条件下Auc=0KCMR→∞rid=2(RB+rbe

)rod=2RC单入双出对称条件下Auc=0KCMR→∞rid=2(RB+rbe)rod=2RC双入单出rid=2(RB+rbe)rod=RC单入单出rid=2(RB+rbe)rod=RCbeBECMDrRβRK+b

eBECMDrRβRK+(/2)LCLbeBLudRRRrRRβA//=+−=LCLbeBLud)2(RRRrRRβA//=+=(ELEbeBLuc2)12RRβRrRRβA−+++

−=(/2)LCLbeBLudRRRrRRβA//=+−=(ELEbeBLuc2)12RRβRrRRβA−+++−=LCLbeBLud)2(RRRrRRβA//=+=6、具有恒流源的差分放大电路

Re越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端输出时Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。目标：在低电源条件下，得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源取代Re！用恒流源取代Re，组成差分放大

电路3BEQEE2123EB32RUVRRRIII−+，等效电阻为无穷大IC3近似为恒流恒流源的作用:•恒流源相当于阻值很大的电阻。•恒流源不影响差模放大倍数。•恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷大的电阻，所以共模抑制比是无穷大。

加调零电位器RWRW取值应大些？还是小些？