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凡亿专栏 | 带恒流源差分放大器的分析
带恒流源差分放大器的分析

电流源电路是一个没有信号输入端的单口网络,其特点是电流恒定,直流电阻小,交流输出电阻很大。

比如三极管电流源:

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输出电流为:

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交流输出电阻求解需要画出小信号等效电路:

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可得输出电阻为:

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差分放大电路最重要的指标就是共模抑制比,但上一篇的长尾式差分放大电路的共模抑制比并不高,如果需要提高共模抑制比,需要增大尾部公共的电阻Re至MΩ的数量级,但新问题又会出现,为了保持静态工作点不变,需要增大供电电源。供电电源和电阻Re增大都让人难以接受。既想保持静态工作点不变,又希望使动态时Re非常大,那就是用电流源电路代替长尾式差放中的Re。这就是恒流源差分放大器。

恒流源差分放大电路的重点就是:恒流源在静态时提供恒定电流,动态时等效于一个大的动态电阻。其他跟长尾式差放是一样的。


对于这节内容,更多的是跟前面章节关联,掌握综合性的题目。知识点前面都讲过了,今天重点列些例题供大家自学。

1

电路如下图所示,参数理想对称,晶体管的β均为80,rbe=7kΩ,VBEQ≈0.7V;试计算:

(1)T1和T2管的集电极静态电位;

(2)差模增益Avd、差模输入电阻Rid和输出电阻Rod;

(3)若直流信号UI=10mV,求输出Uo

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对于未见过的电路,在定量分析之前,首先得分析电路的组成。图中T3、Re3、R和Dz组成三极管管电流源,因此该电路为恒流源差分放大电路,电流源为T1、T2管设置发射极静态电流,并对共模信号等效为非常大的动态电阻。


因此,恒流源差放静态工作点求解先从恒流源的输出电流入手。


动态分析时恒流源等效于动态电阻。

(1)

电流源电路的输出电流为:

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T1管和T2管的集电极电流:

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T1集电极电位:VC1=Vcc=12V

T2集电极电位:

VC2=Vcc-IC2Rc2=(12-0.3*20)=6V


(2)这是单端输出电路,它的差模增益是单个共射放大器的一半,而由T2管子输出,输出电压和输入是同相的。 

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因此:

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(3)


若直流信号UI=10mV,则Uo的变化量为:

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输出端Uo还含有静态的VC2,于是

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2

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分析:这题比上题还要简单些,这里直接将恒流源的输出电流和等效电阻值给定了。

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(3)共模输入时,半个电路的等效电路为:

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因此:

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3

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分析:这是两级放大电路,第一级是单端输出的恒流源差分放大电路,恒流源是由比例电流源构成;第二级是共射放大电路。输入信号为差模电压信号。

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(2)

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这一节主要是给大家提供一些例题,多看多做,定能掌握要领(^-^)V。

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