实验四 差分放大器
实验目的：
1、掌握差分放大器偏置电路的分析和设计方法；
2、掌握差分放大器差模增益和共模增益特性，熟悉共模抑制概念； 3、掌握差分放大器差模传输特性。
一、实验预习。
根据图示电路计算电路性能参数。 电路图：
ICQ(mA) V1(V) V2(V) gm(mS) Rid(Ω) Avd Avc KCMR 1.0166 2.967 2.967 39.1 8.679 -78.186 -1.946 20.089 二、实验内容。
1、在Multisim中对电路进行直流工作点分析。 电路图：
ICQ(mA) 1.00125 V1(V) 2.9975 V2(V) 2.9975 V3(V) 1.0034 V4(V) 1.5765 V5(V) 1.5549 2、固定输入信号频率为2kHz，输入不同信号幅度时，测量电路的差模增益。观察输出波形，计算差模增益Avd，观察并记录节点1的基波功率和谐波功率。 输入信号单端幅1 10 20 度（mV） Avd -72.945 -70.25 -63.00 基波功率（dBm） -24.179 -4.545 0.735 二次谐波（dBm） -97.123 -57.937 -46.529 三次谐波（dBm） -104.334 -46.478 -30.295
1mV：
10mV：
20mV：
思考：Avd在不同输入信号幅度的时候一样吗？若不一样，请解释原因。
答：Avd在不同输入信号幅度时不一样。在不相同的信号输入时，β、rb’e、rce都会有一定程度的改变，导致了Avd的改变。
3、将V2输入信号幅度设为10mV，频率为2kHz，输入信号V3幅度设置为0，仿真并测量输出信号幅度。若V1V2的幅度不一致，请解释原因，并写出详细的计算和分析过程。 波形图：
Vo1与Vo2的幅度有差异。 分析：单端输出信号中包含了差模输出部分和共模输出部分，因此造成了两边单端输出了不同的幅度，其中
1
Vo1=Voc+Vod
21
Vo2=Voc?Vod
2Vid=Vi1?Vi2=20mV
(????1+????2)Vic==10mV
2Voc=Vic×AVC=19.46mV Vod=Vid×AVD=1563.72mV
则计算得 Vo1=801.32mV Vo2=762.4mV
考虑到计算得到的Avd比仿真偏大，则得到的电压比仿真结果偏大属正常现象。
4、将输入信号V2 V3设置成共模输入信号——信号频率2kHz，信号幅度10mV，信号幅度，相位都为0°，仿真并测量输出信号的幅度，计算电路的共模增益，并与计算结果对照。 波形图：
Avc=-38.25/20=-1.925 与计算结果-1.946相符。
思考：若需要在保证差模增益不变的前提下提高电路的共模抑制能力，即降低共模增益，可以采取什么措施？请给出电路图，并通过仿真得到电路的共模增益和差模增益。
答：可采用电流源取代R1。
电路图：
波形图： 差模：
共模：
则Avd=69.75 Avc=0.000432 KCMR=80729.167
5、采用图示电路对输入直流电压源V2进行DC扫描仿真，得到电路的差模传输特性。
1）电压扫描范围1.35V~1.75V，扫描步进1mV，得到电阻R3和R2中电流差随V2电压的变化曲线，并求出gm，与计算结果对照。 电路图：