实验二 差动放大电路的设计与仿真

一. 实验目的

1．掌握长尾差动放大电路的静态工作点的调试方法

2．掌握长尾差动放大电路的差模电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。了解差模电压放大倍数的频率特性，观察交流参数的特点

3．掌握差动放大电路的共模电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。了解共模电压放大倍数的频率特性，观察共模参数的特点

二. 实验要求

1. 设计一个长尾式差放电路，要求空载时的AVD大于20 2. 测试电路中每个三极管的静态工作点和、γce、γbe值

3. 给电路输入小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的AVD AVD1 AVC AVC1

三．实验原理图

长尾式差分放大电路原理图：

长尾式差分电路原理图

（根据上图测量结果可以验证：此电路空载时电压放大倍数大于20,满足题目中的要求）

四．实验步骤

1. 双端输出时电路图：

双端输出时电路图

根据上图可以算出双端输出时电压放大倍数AVD. AVD=1.936/0.04=48.4

（1） 测量此时静态工作点：

双端输出时静态工作点

β=Ic/Ib=706.35458/5.07201=139.3 （2） 求γbe

测量输入特性曲线原理图：

画出输入特性曲线：

输入特性曲线

计算γbe

γbe= dx/dy=1.8553mV/276.0701nA=6.72KΏ (3)求rce

测量输出特性曲线原理图

画出输出特性曲线：

输出特性曲线

计算出rce=dx/dy=23.8095mV/1.1302nA=21.067KΏ 2.单端输出电路图

利用上图可以算出 AVD1=1.275/0.04=31.875 （1） 测量此时静态工作点如下：

β1=653.24080/5.55799=117.5 β2=758.0584/5.55670=136.4 （2）求管1的γbe

测量管1输入特性曲线原理图：

画出管1输入特性曲线：

管1输入特性曲线图

计算出管1的γbe=dx/dy=1.8248mV/312.5554nA=5.84KΏ

求管1的rce

测量管1输出特性曲线原理图

画出管1输出特性曲线图：

计算出管1的rce=dx/dy=23.8095mv/1.2569uA=18.943KΏ (2)画出管2输入特性曲线

计算出管2的rbe=dx/dy=1.8553mV/309.0370nA=6.003KΏ 画出管2输出特性曲线

计算出管2的rce=dx/dy=23.8095mV/1.2566uA=18.95KΏ

4.给电路输入小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的AVD AVD1 AVC AVC1 (1)测量AVD

前面已经测出，AVD=1.936/0.04=48.4 (2)测量 AVD1

前面已经测出， AVD1=1.275/0.04=31.875 (3)测量 AVC

AVC约为0

（4）测量 AVC1

AVC1=4.656/20=0.2328

五．实验结果分析

1. AVD

（1）理论计算： AVD=

−β（R3//

R5

//rce）2R1+rbe

=

−139.3∗(10//4//21.067)

1+6.72

=−45.4

（2）理论计算和实际测量间的误差分析：（48.4-45.4）/48.4=6% 2 .AVD1

(1) 理论计算: AVD1=

−β1（R3//R5//rce1 ）(R1+rbe1)+(R4+rbe2)

=

−117.5(10//8//18.943) (1+5.84)+(1+6.003)

=

422.9513.843

=-30.55

(2) 理论计算和实际测量间的误差分析：(31.875-30.55)/31.875=4% 3 .AVC

理论值应为0，实际测量时为4.71pV，二者很接近，误差可以看做为0%.

4.AVC1 (1) 理论计算： Avc1=(

117.5∗(10//8//18.943)β1(R3//R5//rce1) =1+β1)∗2∗R7+rbe1+R1(1+117.5)∗2∗8+5.84+1

=

422.951902.84

=0.2223

(2) 理论计算和实际测量之间的误差分析： （0.2328-0.2223）/0.2328=5%

六．实验小结

实验整体来说，原理、理论计算不难，难点在于调试三极管的静态工作点，让它处在放大区，

否则做出来的结果误差很大。一开始做的结果和理论值竟然相差几倍，很明显三极管已经失真了，这时就需要调静态工作点。调工作点的时候可以参照一下实验一，看管的参数大致是多少的时候三极管工作在放大区。