差分放大器设计的实验报告.doc

文档介绍：.
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设计课题
设计一个具有恒流偏置的单端输入-单端输出差分放大器。
学校：大学
一： 已知条件
正负电源电压；负载；输入差模信号。
二：性能指标要求
差模输入电阻；差模电压增益；共模抑制比。
三：方案设计及论证.
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设计课题
设计一个具有恒流偏置的单端输入-单端输出差分放大器。
学校：大学
一： 已知条件
正负电源电压；负载；输入差模信号。
二：性能指标要求
差模输入电阻；差模电压增益；共模抑制比。
三：方案设计及论证
方案一：
方案二
方案论证：
在放大电路中,任何元件参数的变化,都将产生输出电压的漂移,由温度变化所引起的半导体参数的变化是产生零点漂移的主要原因。采用特性相同的管子使它们产生的温漂相互抵消,故构成差分放大电路。差分放大电路的基本性能是放大差模信号,抑制共模信号好,采用恒流源代替稳流电阻,从而尽可能的提高共模抑制比。
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论证方案一：用电阻R6来抑制温漂
优点：R6 越大抑制温漂的能力越强；
缺点：<1>在集成电路中难以制作大电阻；
<2> R6的增大也会导致Vee的增大〔实际中Vee不可能随意变化
论证方案二
优点：〔1 引入恒流源来代替R6,理想的恒流源阻趋于无穷,直流压降不会太高,符合实际情况；
〔2电路中恒流源部分增加了两个电位器,其中47R的用来调整电路对称性,10K的用来控制Ic的大小,从而调节静态工作点。
通过分析最终选择方案二。
四：实验工作原理及元器件参数确定
静态分析：当输入信号为0时,
IEQ≈<Vee-UBEQ>/2Re
IBQ= IEQ /<1+β>
UCEQ=UCQ-UEQ≈Vcc-ICQRc+UBEQ
动态分析
已知：R1=R4,R2=R3
Rid=2<R1+Rbe>+Rw1+Rw2>10KUid=2ib1<R1+Rbe>
Uod=βIb1<Rc//Rl>
Aid=Uod/Uid= -β<R2//Rl>/2<R1+Rbe>
Uoc=<Rc//Rl>* β*Ib1
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Uic=Ib1<Rb1+Rbe>+〔1+ βIb*<2Re+Rw1>
Re约等于无穷Aic=Uoc/ Uic=0
Kcmr=Aid/Aic=20lg<Aid/Aic>>50db
元件参数确定：
取恒流源电流I0=1mA, 则IC1=IC2=, β=40
由计算得,R1=R4 =, R2=R3=10K, R6=R7=2K,
R10=5K, R8=20K.
五：实验仿真及数据计算
〔1差模增益仿真图
〔2共模增益仿真图
〔3:输入电阻测量：
由仿真图〔1得：Aid=>15
<2>得： Aic=
<3>得：Ri=[∕〔20-]*1k=>10k
Kcmr=Aid∕Aic=>320=50dB
六：实验调试
静态工作点的调试：
理论上为达到性能指标,输入为零时,实验过程中应用万用表测量Q1和Q2的电