小模电的重难点——带恒流源的差分放大电路

小飞哥玩嵌入式

tvrgng2pnyo6405053026.jpg

五一小长假倒计时已经开始，是不是已经闻到了假期的味道？或是已经开始规划如何开启“吃喝玩乐”模式？

yuw2l5belmy6405053126.gif

别急，在放飞之前，还是先得把最近让人头疼的差分放大电路搞定哦????????

上次课的重难点没有看的小伙伴，点击下方链接，到长尾式差放处打个卡吧??????
??????小模电的重难点——长尾式差分放大电路

为何要引入恒流源的差放？还得先回顾一个概念：共模抑制比


1
共模抑制比
设计差分放大电路的目的是能够尽量放大差模信号，同时抑制共模信号。衡量这个能力最好的物理量就是共模抑制比：

n5yfxujfnrf6405053226.jpg

如果上式得出的数值比较大，还可以改用分贝为单位：

m30gbhhtf1u6405053327.jpg

要提高共模抑制比，不外乎就是增大差模增益，或减低共模增益

pkm5fbc3ni26405053427.png

thh5wlc0ayt6405053527.png

长尾式差分放大电路提高共模抑制比的难点
对于单端输出的长尾式差放，要提高共模抑制比，可以增大电流放大倍数β，或是增大射级公共电阻Ree，看起来都是可行的方法。

ezovirsnupq6405053627.jpg

但实际操作中，我们发现β的增加是有限的，而将Ree由几kΩ变成几MΩ，为了维持原来静态工作点不变，你们猜猜，负电源VEE得由目前的几V变成多少？说出来吓着你，电源需变成几千V，这实在让人难以接受。别说成本了，就是看着都觉得危险~~??????
思考


我们很想寻觅到这样一个元件或电路：既能在交流时阻值很大，又能在直流时提供恒定电流。如果能将这样的电路代替上面的Ree，难题就迎刃而解了。有这么好的东西吗？????
这时，电流源就出现了~~~

jtxd0r3l22u6405053727.jpg

电流源的特点就是：具有动态输出电阻大，输出电流恒定??????

wnllt4nofjj6405053827.jpg

jj0yss5snic6405053927.jpg

2
恒流源差放的静态分析
由于有了恒流源，静态电流就由这个关键元件决定喽??
我们首先仍是把直流通路先画出来

badgqpw2pec6405054027.jpg

突破口就是：IEQ1=IEQ2=I/2
于是静态工作点即可攻克：

ptliydysbpf6405054127.jpg

534ilagoxc36405054227.jpg

#
恒流源差放的动态分析
带恒流源的差放和长尾式的动态分析基本相同，唯一区别就是将长尾的公共射级电阻Ree换成了电流源的动态电阻ro，于是上节课的差模、共模分析与半个电路关系的魔法表格一样有效哦～～
下面使用魔法表格分析常规带恒流源的差分放大电路：

fpesuw3dgod6405054327.jpg

接着就看道例题加深理解吧????
举    例

wtmaopz45xi6405054427.jpg

分析+求解：

这里注意恒流源的处理：在静态时提供恒定电流Io，在动态时作为有源负载，等效于一个大电阻ro。因此，该电路中的I0是在静态分析时使用，等于差分对管发射级的静态电流之和。电路中的ro相当于长尾式差分放大器中尾部的公共电阻，它在差模分析时等效于短路，在共模分析时等效于2ro。
(1)静态分析：直流通路如下

1hmatuaay5l6405054527.jpg

gyfhcoifkgu6405054627.jpg

（2）差模分析：这是双入双出的差放，绘制半个电路的交流通路，一切就迎刃而解了~~~

yobptieaghf6405054727.jpg

iqndshm4lfv6405054827.jpg

（3）由于是双端输出，共模增益为零

fpjhftdm2ls6405054927.jpg

有需要更多更复杂的例题，请看大模电关于这部分的重难点：
?????? 带恒流源差分放大电路的分析
互动时刻
发现小伙伴们很喜欢判断题，那就安排~~~
1、在其它参数不改变的情况下，将差分放大电路由单端输入改成双端输入，则该放大电路的增益会变为原来的两倍。  （   ）
2、共模抑制比数值越大，表明放大电路性能越优良。 （     ）
3、差分放大电路公共射极耦合电阻对共模信号和差模信号都有负反馈。(      )
4、电流源电路的特点是直流电阻大，动态电阻高，常作为放大电路的有源负载。（     ）

同样在留言区里等待你们的结果哦^_^


END