直接耦合放大電路的特點及抑制零點漂移的原理
基本差動式放大器如圖3所示。圖中VT1,VT2是特性相同的晶體管,電路對稱,參數(shù)也對稱。如:VBE1=VBE2,RCl=RC2=RC,Bl=RB2=RB,β1=β2=β。電路有2個輸入端和2個輸出端。因左右2個放大電路完全對稱,所以在沒有信號情況下,即輸入信號UI=0時,Uo1=Uo2,因此輸出電壓Uo=0,即表明差分放大器具有零輸入時零輸出的特點。當(dāng)溫度變化時,左右兩個管子的輸出電壓Uo1,Uo2都要發(fā)生變動,但由于電路對稱,兩管的輸出變化量(即每管的零漂)相同,即△Uo1=△Uo2,則Uo=O,可見利用兩管的零漂在輸出端相抵消,從而有效地抑制了零點漂移。如圖3所示的差動放大電路所以能抑制零點漂移,是由于電路的對稱性。但是此電路存在缺陷:完全對稱的理想情況并不存在;所以單靠提高電路的對稱性來抑制零點漂移是有限度的。上述差動電路的每個管的集電極電位的漂移并末受到抑制,如果采用單端輸出(輸出電壓從一個管的集電極與“地”之間取出),漂移根本無法抑制。為此,常采用圖4所示的典型差動放大電路。
4.2 典型差動放大電路結(jié)構(gòu)及抑制零點漂移的原理
典型差動放大電路如圖4所示,與最簡單的差動放大電路相比,該電路增加了調(diào)零電位器RP、發(fā)射極公共電阻RE和負(fù)電源UEE。下面分析電路抑制零點漂移的原理、發(fā)射極公共電阻RE(可以認(rèn)為調(diào)零電位器RP是RE的一部分)和負(fù)電源EE的作用。
電路中RE的主要作用是穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點,從而限制每個管子的漂移范圍,進(jìn)一步減小零點漂移。例如當(dāng)溫度升高使IC1和IC2均增加時,則有如圖5的抑制漂移的過程。
可見,由于RE的電流負(fù)反饋作用,其結(jié)果使集電極電位基本不變,減小了輸出端的漂移量。反饋電阻RE可以抑制共模信號,對差模信號不起作用。零點漂移屬于共模信號,所以使每個管子的漂移又得到了一定程度的抑制。顯然,RE的阻值取得大些,電流負(fù)反饋作用就強些,穩(wěn)流效果會更好些,因而抑制每個管子的漂移作用就愈顯著。
射極負(fù)電源UEE的作用:由于各種原因引起兩管的集電極電流、集電極電位產(chǎn)生同相的漂移時(如:2個輸入信號都含有共模信號分量或50 Hz交流的共模干擾信號等),那么RE對它們都具有電流負(fù)反饋作用,使每管的漂移都受到了削弱,這樣就進(jìn)一步增強了差動電路抑制漂移和抑制相位相同信號的能力。雖然,RE愈大,抑制零點漂移的作用愈顯著;但是,在UCC一定時,過大的RE會使集電極電流過小,會影響靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)。為此,接入負(fù)電源UEE來抵償RE兩端的直流壓降,則發(fā)射極點位近似為零,獲得合適的靜態(tài)工作點。電阻RP的作用:電位器RP是調(diào)平衡用的,又稱調(diào)零電位器。因為電路不會完全對稱,當(dāng)輸入電壓為零(將兩輸入端都接“地”)時,輸出電壓不一定等于零。這
時可以通過調(diào)節(jié)RP來改變兩管的初始工作狀態(tài),從而使輸出電壓為零。但RP對相位相反的信號將起負(fù)反饋作用,因此阻值不宜過大,一般RP值取在幾十歐姆到幾百歐姆之間。
5 結(jié)語
由以上分析可知,典型差動放大電路既可利用電路的對稱性、采用雙端輸出的方式抑制零點漂移;又可利用發(fā)射極公共電阻RE的作用抑制每個三極管的零點漂移、穩(wěn)定靜態(tài)工作點。因此,這種典型差動放大電路即使是采用單端輸出,其零點漂移也能得到有效地抑制。所以這種電路得到了廣泛的應(yīng)用。
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