当前课程知识点:模拟电子技术基础(基础部分) > 第六部分 > 4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成 > 4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
前面我们讲了集成运放
它的输入级是差分放大电路
那么我们知道直接耦合
必然产生零点漂移的现象
那么差分放大电路
是靠什么来克服零点漂移现象
而能成为直接耦合放大电路
的单元电路呢
首先我们就来看一看
零点漂移现象
零点漂移现象和
它产生的原因是什么呢
首先我们来看一看
什么是零点漂移现象
前面课程我们已经知道了
当输入的变化是零的时候
输出变化不是零
这就是零点漂移
实际就是Q点的漂移
那在一个电路里边
我们把输入端短路
用一个比较灵敏的
直流的毫伏表去测输出
就会看到我们在右边看到的
横轴是时间轴
纵轴就是输出电压
这个电压在不断地变化
前面曾经讲到
说如果这样一个电路
放在一个系统里边
它的后级电路
其实分不清楚是来了信号
还是没有来信号
因而就使得
整个系统的工作是紊乱的
那么零点漂移现象
它所产生的原因是什么呢
首先是温度的变化
因为半导体的器件
是对温度非常敏感的器件
再有就是直流电源波动
我们所用的电源
±15伏也好
其它的电源也好
在一个设备里是从市电
就是电网电压
220伏50赫兹的电压
来转化成为一个稳定的直流的电压
在大功率的情况下
可能用380伏这样的电压
三相电来变成为一个直流的电压
而电网电压是无时无刻不在波动的
它的波动的范围允许的范围
国家标准是±10%
那也就是说 它从198伏到242伏
都是属于正常范围里边
那这样的一个幅值的波动
就会使得制作直流电源
如果做得不好的话
那么只要电网电压波动
电源(电压)就会有所变化
它的变化对一个放大电路来讲
就会使得放大电路里边的
晶体管的IB、Ic会产生变化
那么输出的电压也就变化了
再有就是元件的老化
元件用了一段时间之后
它里边的原子的排列产生了一些变化
那么它的比如电阻的阻值
会产生一些变化
晶体管本身它的特性
也会产生一些变化
但是这些里边有可克服的
有不可克服的
可克服的 就是电源电压 直流电源
我做精密的电源
让它本身基本不随电网的波动而波动
这不就可以了吗
比如元器件的老化
我们实际上在元件出厂之前
目前都要有一个车间叫老化车间
使得这些元器件内部的
原子分子的排列
尽量的稳固下来
使它特性稳定
但是唯独温度的变化
对于半导体器件特性的影响
是没有办法克服的
因为它不仅仅是一个大的环境温度
比如一个晶体管
在它工作的过程里面
它要流过电流
流过电流就要发热
它本身的温度就会产生变化
这不是人为可以控制的
所以这诸多原因里边
晶体管特性对温度的敏感性
是主要的原因
因此也称零点漂移是
温度漂移 简称温漂
怎么克服温度的漂移呢
其实这种办法
我们在前边讲工作点稳定的
电路的时候已经说到了
就是要么你引入直流负反馈
要么你进行温度的补偿
所以用这样两种办法
是可以解决直接耦合放大电路
它的零点漂移的
但是在一些情况下
它不允许你这么去引(反馈)
或者它难以用温度补偿的办法去实现
所以在直接耦合放大电路里边
最有名最实用的它的单元电路
就是差分放大电路
我们把它叫直接耦合放大电路
里边的基本单元电路
下面我们就来看一看
差分放大电路它的构成
首先我们看这个图里边
它一定会产生温漂的
温度变化的时候晶体管的特性
产生变化 电流就变化
从而使电压就变化
有人就想了一个办法了
说如果我在这边加一个可变的电源
我来跟着左边这个放大器的输出端的
变化而变 和它产生的变化完全一样
这样我从上边输出这个uO
那么左边怎么变 右边就怎么变
那输出的这个差值就是零
也就是说当漂移产生的时候
输出端不产生响应
那岂不是就可以使得零输入的时候
零输出了吗
但是大家肯定会想到
这样一个可变的电源
怎么可能用人工去控制呢
有聪明人就想到了
说如果我用一个电路
和左边这个电路完全一样
和它是一种映像的关系
它们的特性也完全一样
那么就会产生这么一个电路
这就是差分放大电路的雏形
那我们看这个电路的特点是什么呢
首先参数理想对称
就是在对应的位置上都一样
这个Rc1等于Rc2
Rb1等于Rb2 Re1等于Re2
两只管子T1、T2在任何时刻的
输入特性和输出特性
都是重合的 这叫理想对称
当然我们知道这是理想
是达不到的一种境界
但是这样的一个思路是非常重要的
尤其是在集成电路产生之后
在相邻的器件之间
它们有特性的一致性非常好(的特点)
这就有可能达到了我们所说的
基本上理想对称
那么在这个电路里边
假如我们就按照这样去输入电压
那边是uI1 上正下负
这边是uI2 也是上正下负
这样两个信号加进去之后能放大吗
当然不能放大了
因为当你两边加相同的数值和
相同极性的信号的时候
两只管子的Ib的变化是一样的
Ic的变化就一样
它们的集电极(电位)的变化就一样
所以从输出上是没有响应的
那这样的输入信号我们叫它共模信号
当你给信号想要放大
你一定是两边要给大小相等
然后极性不同
也就是说一个产生正的Δ量
另外一个要产生负的Δ量
这样才会在输出端产生响应
因此对于这样一个电路
有两种不同的信号
一种叫共模信号
它是指在两个输入端给大小相等
极性相同的信号
还有就是给差模信号
也就是说给两个输入端大小相等
极性相反的信号
如果要想放大的话
必须在两个输入端加大小相等
极性相反的信号
也就是差模信号
当然在这个电路里边
两个发射极电阻
能够合二而一吗
从工作原理上讲应该没有什么问题
下面我们看在这个电路里边
就把发射极电阻合二而一了
另外我们从设置静态工作点来看
它是在基极加一个直流电源
而在实用的差分放大电路里边
常常是把发射极电阻
现在接“地”的地方接负电源
我们来看电路就是这个样子
这里是负的电源 采用负的电源
可以使得整个电路在设置静态
工作点的时候非常简单
在后边我们的分析里边
就可以体会到这一点
那么在这个电路里边
当加差模信号的时候
T管的iB的变化量和iC的变化量
与T2管iB和iC的变化量的关系是
大小相等极性相反的
也就是说ΔiE1=-ΔiE2
由此可见Re这个电阻上
它所流过的电流是不变的
因此它射极的电位是不变的
也就是说在差模信号的作用下
射极没有动态电位的变化
因此在交流通路里边
这一点可以看成是“地”
-1.1模拟信号与模拟电路
-1.2模拟电子技术基础课程特点及如何学习该课程
-2.1本征半导体
--本征半导体
-2.1本征半导体--作业
-2.2杂质半导体
--杂质半导体
-2.2杂质半导体--作业
-2.3 PN结的形成及其单向导电性
-2.3 PN结的形成及其单向导电性--作业
-2.4 PN 结的电容效应
-2.4 PN 结的电容效应--作业
-2.5半导体二极管的结构
-2.5半导体二极管的结构--作业
-2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
--2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
-2.7二极管的直流等效电路(直流模型)
-第一部分--2.7二极管的直流等效电路(直流模型)
-2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-第一部分--2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-实验1-二极管伏安特性的测试
-2.9晶体三极管的结构和符号
-2.9晶体三极管的结构和符号--作业
-2.10晶体三极管的放大原理
-第一部分--2.10晶体三极管的放大原理
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性--作业
-实验2-三极管输出特性的测试
-第一部分--作业
-2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
--2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
-2.13晶体三极管的主要参数
-第二部分--2.13晶体三极管的主要参数
-3.1放大的概念
--3.1放大的概念
-第二部分--3.1放大的概念
-EDA应用1-2-半导体二极管和三极管特性的测试
-3.2 放大电路的性能指标
--Video
-第二部分--3.2 放大电路的性能指标
-实验3-放大电路(黑盒子)性能指标的测试
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用--作业
-EDA应用3-在Multisim环境中电路的搭建
-3.4基本共射放大电路的波形分析
-3.4基本共射放大电路的波形分析--作业
-3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
--3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
-3.6放大电路的直流通路和交流通路
-第二部分--3.6放大电路的直流通路和交流通路
-3.7放大电路的分析方法—图解法
-第二部分--3.7放大电路的分析方法—图解法
-3.8图解法用于放大电路的失真分析
--3.8图解法用于放大电路的失真分析
-3.9直流负载线和交流负载线
-第二部分--3.9直流负载线和交流负载线
-第二周作业
--第二周作业题
-EDA应用4-基本共射放大电路的电压传输特性
-3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-第三部分--3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-3.11晶体管的h参数等效模型(交流等效模型)
-第三部分--3.11晶体管的h参数等效模型(交流等效模型)
-3.12基本共射放大电路的动态分析
-第三部分--3.12基本共射放大电路的动态分析
-3.13学会选用合适的方法来分析电路
-第三部分--3.13学会选用合适的方法来分析电路
-3.14放大电路中静态对动态的影响
--3.14放大电路中静态对动态的影响
-3.15静态工作点的稳定
-第三部分--3.15静态工作点的稳定
-3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
--3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
-3.17稳定静态工作点的方法
--3.17稳定静态工作点的方法
-EDA应用5-共射放大电路中电阻参数对静态工作点的影响
-第三周作业
-EDA应用6-温度对静态工作点的影响
-实验4-静态工作点稳定共射放大电路的测试
-3.18基本共集放大电路
--3.18基本共集放大电路
-3.19基本共基放大电路
-第四部分--3.19基本共基放大电路
-3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
--3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
-3.21结型场效应管的工作原理
-第四部分--3.21结型场效应管的工作原理
-3.22 N沟道结型场效应管的特性
-第四部分--3.22 N沟道结型场效应管的特性
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)
--3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管(增强型MOS管)--作业
-3.24 N沟道耗尽型MOS管
-第四部分--3.24 N沟道耗尽型MOS管
-3.25场效应管的分类
-第四部分--3.25场效应管的分类
-第四周作业题
-3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-第五部分--3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-3.27场效应管放大电路的动态分析
-第五部分--3.27场效应管放大电路的动态分析
-EDA应用7-共源放大电路的测试
-实验5-共源放大电路的测试
-3.28复合管
--3.28复合管
-第五部分--3.28复合管
-4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-第五部分--4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-4.2多级放大电路的耦合方式—阻容耦合、变压器耦合
-第五部分--4.2
-4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-第五部分--4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-4.4多级放大电路的动态参数分析
--4.4多级放大电路的动态参数分析
-4.5多级放大电路的讨论
--4.5多级放大电路的讨论
-第五周作业
-实验6-两级放大电路的测试
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性--作业
-4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-第六部分--4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-第六部分--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-第六部分--4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-4.10双端输入单端输出差分放大电路
--4.10双端输入单端输出差分放大电路
-4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-第六部分--4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-4.12具有恒流源的差分放大电路
-第六部分--4.12具有恒流源的差分放大电路
-4.13差分放大电路的改进
-第六部分--4.13差分放大电路的改进
-EDA应用8-直接耦合多级放大电路的辅助设计
-作业
--第六周作业
-4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
--4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
-4.15电流源电路 —多路电流源
-第七部分--4.15电流源电路 —多路电流源
-4.16有源负载放大电路
--4.16有源负载放大电路
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理--作业
-4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-第七部分--4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-4.19放大电路读图方法及双极型集成运放原理电路分析
-第七部分--4.19
-4.20单极型(CMOS)集成运放原理电路分析
--第七部分 4.20单极型(CMOS)集成运放原理电路分析
-4.21集成运放的主要性能指标
-第七部分--4.21集成运放的主要性能指标
-4.22集成运放的分类
-第七部分--4.22集成运放的分类
-4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
--第七部分 4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
-作业
-5.1频率响应的有关概念
--第八部分 5.1频率响应的有关概念
-5.2晶体管的高频等效电路
-第八部分--5.2晶体管的高频等效电路
-5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-第八部分--5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-5.4单管共射放大电路的中频段
-5.4单管共射放大电路的中频段--作业
-5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-第八部分--5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-第八部分--5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-第八部分--5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-5.8单管共源放大电路的频率响应
--第八部分 5.8单管共源放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应--作业
-5.10关于频率响应的讨论
-第八部分--5.10关于频率响应的讨论
-EDA应用9-两级放大电路频率响应的测试
-实验7-两级放大电路频率响应的测试
-第八周习题
-6.1什么是反馈
--6.1什么是反馈
-6.1什么是反馈--作业
-6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-第九部分--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-6.3交流负反馈的四种组态
-第九部分--6.3交流负反馈的四种组态
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断--作业
-6.5正反馈和负反馈的判断
-第九部分--6.5正反馈和负反馈的判断
-6.6交流负反馈四种组态的判断
-第九部分--6.6交流负反馈四种组态的判断
-6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-第九部分--6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-第九部分--6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九部分--6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九周作业
-6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
--第十部分 6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
-6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
--第十部分 6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
-6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--第十部分 6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
-6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
--第十部分 6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
-实验8-交流负反馈对放大电路性能的影响
-6.14如何根据需求引入负反馈
--第十部分 6.14如何根据需求引入负反馈
-6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
--第十部分 6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
-6.16负反馈放大电路稳定性分析
--第十部分 6.16负反馈放大电路稳定性分析
-6.17简单滞后补偿
--第十部分 6.17简单滞后补偿
-6.18放大电路中的正反馈
--第十部分 6.18放大电路中的正反馈
-第十周作业
-期末考试
--期末作业