模拟电子技术：差动放大电路原理与应用

"模拟电子技术课程的第7讲，主要探讨了差动放大电路的概念、设计原因、零点漂移现象及其抑制方法，以及差动放大电路的结构和功能。" 差动放大电路是模拟电子技术中的核心部分，主要用于处理变化缓慢的信号，特别是直流或近直流信号，以克服之前电路的局限性。这种电路设计的主要挑战之一是零点漂移，即在没有输入信号（ΔuI=0）的情况下，输出电压（Δuo≠0）会随时间或环境因素如温度变化而改变。零点漂移的主要原因是晶体管对温度的敏感性，电源波动以及元器件的老化。为了减少零点漂移，可以采取以下策略： 1. 选择高质量的元器件，尽可能减少由于元件差异引起的漂移。 2. 实施温度补偿，通过设计使电路的温度效应相互抵消。 3. 使用差动放大电路本身，通过构建两个镜像对称的放大支路，使两个支路的温漂相互抵消，从而提高输出的稳定性。 4. 采用调制技术，改变电路参数以适应温度变化。 差动放大电路是一种常用的基本单元电路，尤其在模拟集成电路中扮演着重要角色，集成运放的输入级通常也会采用这种结构。理想的差动放大电路要求两晶体管的特性完全对称，以及电路参数的匹配，这样可以实现零输入时的零输出。根据电路的不同设计，差动放大电路可以分为多种类型，例如长尾式差放，其特点是具有恒流源，可以提供稳定的偏置电流。 差动放大电路有双入双出、双入单出、单入双出和单入单出四种接法，分别对应不同的信号处理方式。它主要处理两种类型的信号：差模信号和共模信号。差模信号是大小相等、极性相反的信号，是电路需要放大和处理的目标信号。共模信号则是大小相等、极性相同的信号，通常被视为噪声，需要被抑制。通过差动放大电路，可以在放大差模信号的同时有效地抑制共模信号，提高信号质量。 双入双出的长尾式差放是常见的实现方式，这种电路通过两个输入端同时接收信号，通过两个晶体管的互补动作来放大差模信号并抑制共模信号。电路中的恒流源提供恒定的偏置电流，以保证电路性能的稳定。 差动放大电路在模拟电子技术中扮演着抑制噪声、提高信号精度和稳定性的关键角色，是理解和设计高性能电子系统的基础。通过深入理解这些概念和技术，工程师能够设计出更可靠、更精确的电子设备。