差分放大電路的組成

1、 6-2.1 概述6-2.1.1 差分放大電路的組成 差分放大電路是由對稱的兩個基本放大電路，通過射極公共電阻耦合構(gòu)成的，如圖6-8所示。對稱的含義是兩個三極管的特性一致，電路參數(shù)對應(yīng)相等。 b1=b2=b VBE1=VBE2= VBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO Rc1=Rc2= Rc Rb1=Rb2= Rb 圖6-8 差動放大電路6-2.1.2 差分放大電路的輸入和輸出方式 差分放大電路一般有兩個輸入端，同相輸入端， 反相輸入端。根據(jù)規(guī)定的正方向，在一個輸入端加上一定極性的信號，如果所得到的輸出信號極性與其相同，則該輸入端稱為同相輸入端。 反之，如果

2、所得到的輸出信號的極性與其相反，則該輸入端稱為反相輸入端。 信號的輸入方式：若信號同時加到同相輸入端和反相輸入端，稱為雙端輸入； 若信號僅從一個輸入端加入，稱為單端輸入。差分放大電路可以有兩個輸出端，一個是集電極C1， 另一個是集電極C2。 從C1和C2輸出稱為雙端輸出，僅從集電極C1或C2對地輸出稱為單端輸出。6-2.1.3 差模信號和共模信號差模信號是指在兩個輸入端加上幅度相等，極性相反的信號；共模信號是指在兩個輸入端加上幅度相等，極性相同的信號。如圖6-9所示。差分放大電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。溫度對三極管電流的影響相當(dāng)于加入了共模信號。差分放大器是模擬集成運算放

3、大電路輸入級所采用的電路形式。 圖6-9 共模信號和差模信號示意圖(動畫6-1)6-2.2 差分放大電路的靜態(tài)計算差分放大電路的靜態(tài)和動態(tài)計算方法與基本放大電路基本相同。為了使差分放大電路在靜態(tài)時，其輸入端基本上是零電位，將Re從接地改為接負(fù)電源VEE，如圖6-10所示。由于接入負(fù)電源，所以偏置電阻Rb可以取消，改為VEE和Re提供基極偏置電流?；鶚O電流為 由IB的計算式可知，Re對一半差分電路而言，只有2 Re 才能獲得相同的電壓降。 圖6-10 雙電源差分放大電路6-2.3 差分放大電路的動態(tài)計算6-2.3.1差模狀態(tài)動態(tài)計算 差分放大電路的差模工作狀態(tài)分為四種：1. 雙端輸入、雙端輸出（

4、雙-雙），2. 雙端輸入、單端輸出（雙-單），3. 單端輸入、雙端輸出（單-雙），4. 單端輸入、單端輸出（單-單）。 (1)差模電壓放大倍數(shù)Avd雙端輸入差分放大電路如圖6-11所示。負(fù)載電阻接在兩集電極之間，vi接在兩輸入端之間，也可看成vi /2各接在兩輸入端與地之間。 圖6-11 雙端輸入雙端輸出 雙端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數(shù) 這種方式適用于對稱輸入和對稱輸出，輸入、輸出均不接地的情況。 雙端輸入、單端輸出差模電壓放大倍數(shù) 圖6-12 雙端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出因只利用了一個集電極輸出的變化量，所以它的差模電壓放大倍數(shù)是雙端輸出的二分之一。這種方式適用于將差分信號轉(zhuǎn)換為單端

5、輸出信號。 單端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數(shù)單端輸入信號可以轉(zhuǎn)換為雙端輸入，其轉(zhuǎn)換過程見圖6-13。右側(cè)的Rs+rbe歸算到發(fā)射極回路的值為(Rs+rbe)/（1+b）<<Re，故Re對Ie分流極小，可忽略，于是有 vi1 =vi2= vi /2圖6-13 單端輸入轉(zhuǎn)換為雙端輸入 這種方式用于將單端信號轉(zhuǎn)換成雙端差分信號,可用于輸出負(fù)載不接地的情況。 單端輸入、單端輸出電壓放大倍數(shù) 通過從T1或T2的集電極輸出，可以得到輸出與輸入之間或反相或同相的關(guān)系。從T1的基極輸入信號，從C1輸出，為反相；從C2輸出為同相。 (2)差模輸入電阻 不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid

6、是基本放大電路的兩倍。 (3)輸出電阻 輸出電阻在單端輸出時， 雙端輸出時， 6-2.3.2 共模狀態(tài)動態(tài)計算例如，溫漂信號屬共模信號，它對差分放大電路中Ic1和Ic2的影響相同。如果輸入信號極性相同，幅度也相同，則是純共模信號。如果極性相同，但幅度不等，則可以認(rèn)為既包含共模信號，又包含差模信號，應(yīng)分開加以計算，如圖6-14所示。圖6-14共模、差模信號混合的情況 圖6-15 共模微變等效電路 (1) 共模放大倍數(shù)Avc 共模信號對放大電路來說也是變化量，不能視為直流量。計算共模放大倍數(shù)Avc的微變等效電路，如圖06.08所示。其中Re用2Re 等效，這與差模微時不同。共模放大倍數(shù)Avc的大小，取決于差分電路的對稱性，雙端輸出時可以認(rèn)為等于零。單端輸出時為 (2) 共模抑制比 共模抑制比KCMR是差分放大器的一個重要指標(biāo)。 或 雙端輸出時KCMR可認(rèn)為等于無窮大，單端輸出時共模抑制比（動畫6-2）6-2.3.3 恒流源差分放大電路為了提高共模抑制比應(yīng)加大Re 。但Re加大后，為保證工作點不變，必須提高負(fù)電源，這是不經(jīng)濟的。為此可用恒流源T3來代替Re 。恒流源動態(tài)電阻大，可