实验四 差动放大电路

一．实验目的

1．加深对差动放大电路性能及特点的理解。 2．学习差动放大电路主要性能指标的测试方法。

二．实验原理

图5—1是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当K接入左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui=0时，双端输出电压Uo=0。RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

IC1RC110KRB 10K+510UiK510-RB 10KIERE10KRE35.1KR236K-VEE-12VT1T2RL 68K+UO-IC2RC210K+VCC+12VRP 100

图5—1

当K接入右边时，构成具有恒流源的差动放大器，用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1．静态工作点的估算 典型电路 IEIC1|VEE|UBE(认为UB1UB20)

RE IC212IE 2．差模电压放大倍数和共模电压放大倍数

当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由

输出端方式决定，而与输入方式无关。

双端输出 RE=，RP在中心位置

Uo －RC Ad= =

Ui RB1＋rBo＋ 1 (1＋)RP

2

单端输出 Uo 1 UC2 1 Ad1 = = Ad Ad2 = =－ Ad

Ui 2 Ui 2

当输入共模信号时，若为单端输出，则有

UC1 －Rc Rc

AC1 = AC2 = = 1 －

U1 RB1＋rbe＋(1＋)( RP＋2RE) 2RE

2

Uo

若为双端输出，在理想情况下 AC = =0

Ui

实际上由于元件不可能完全对称，因此AC也不绝对等于零。 3．共模抑制比CMRR

为了表征差动放大器对有用信号(差模信号)的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比

Ad Ad

CMRR=| | 或CMRR=20Log| |(dB)

AC Ac

差动放大器的输入信号可采用直流信号也可用交流信号。本实验由信号源提供频率f=1KHz的正弦信号为输入信号。

三．实验设备与器件

1．交流毫伏表； 2．信号源；

3．示波器； 4．数字直流电压表；

5．晶体三极管3DG6×3(或9011×3)，要求T1、T2管特性参数一致 。 四．实验内容

典型差动放大器性能测试,按图5-1连接实验电路，K接入左边构成典型差动放大器。 1、 测量静态工作点  调节放大器零点

信号源不接入。将放大器输入端与地短接，接通±12V直流电源，用数字电压表测量输出电压UO，调节调零电位器RP，使UO=0。调节要仔细，力求准确。 测量静态工作点

零点调好以后，用数字电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表5-1中。

表5—1 测量值 UC1(V) UB1(V) UE1(V) UC2(V) UB2(V) UE2(V) URE(V) IB(mA) UCE(V) IC(mA) 计算值 2、 测量差模电压放大倍数

断开直流电源，将信号源的输出端接放大器输入端构成双端输入方式(注意：此时信号源浮地)，调节输入信号频率f=1KHZ，输出旋钮旋至零，用示波器监视输出端(集电极C1或C2与地之间)。

接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压Ui(约100mV)，在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测Ui，Uc1，Uc2，记入表5-2中，

表5—2 Ui UC1(V) UC2(V) U Ad =－ oUi Uo AC= Ui 典型差动放大电路 双端输入 100mV / 共模输入 1V / Ad CMRR=| | Ac 3、 测量共模电压放大倍数

将放大器输入端短接，信号源接输入端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1KHZ，Ui=1V，在输出电压无失真的情况下，测量Uc1，Uc2之值记入表5—2中，并观察Ui，Uc1，Uc2之间的相位关系及URE随Ui变化而改变的情况。

五．实验报告

1．整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。 (1)静态工作点和差模电压放大倍数。

(2)典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较。 2．根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用