典型的差分放大电路-介绍-计算公式-名词解释

sydz

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典型的差分放大电路如图4.2所示。


2．差分放大电路的动态分析

图2.8.4 双端输入双端输出

　　（1）差模输入
　　差分放大电路的差模工作状态分为四种：
　　　　双端输入、双端输出（双-双），
　　　　双端输入、单端输出（双-单），
　　　　单端输入、双端输出（单-双），
　　　　单端输入、单端输出（单-单）。
　　① 差模电压放大倍数Avd
　　双端输入差分放大电路如图2.8.4所示。负载电阻接在两集电极之间，vi接在两输入端之间，也可看成vi/2各接在两输入端与地之间。
　　双端输入、双端输出差模电压放大倍数：
　　　　　　　

图 2.8.5 双端输入单端输出

　　这种方式适用于对称输入和对称输出，输入、输出均不接地的情况。
　　双端输入、单端输出差模电压放大倍数：（如图所示）
　　　　　　　　 　　　　
　　双端输入单端输出因只利用了一个集电极输出的变化量，所以它的差模电压放大倍数是双端输出的二分之一。这种方式适用于将差分信号转换为单端输出信号。
　　单端输入、双端输出差模电压放大倍数：

图2.8.6 单端输入转换为双端输入

　　单端输入信号可以转换为双端输入，其转换过程见图2.8.6。右侧的Rs+rbe归算到发射极回路的值为(Rs+rbe)/（1+β）<<Re，故Re对Ie分流极小，可忽略，于是有
　　　　　　　　 　　　　
　　这种方式用于将单端信号转换成双端差分信号，可用于输出负载不接地的情况。
　　单端输入、单端输出电压放大倍数：
　　　　 　　　 　　　
　　通过从T1或T2的集电极输出，可以得到输出与输入之间或反相或同相的关系。从T1的基极输入信号，从C1输出，为反相；从C2输出为同相。
　　② 差模输入电阻
　　不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻rid是基本放大电路的两倍。
　　　　　　　　rid ＝ 2（Rs + rbe）
　　③ 输出电阻
　　输出电阻在单端输出时，ro ＝ RC
　　　　　　　双端输出时，ro ＝ 2RC
　　（2）共模输入
　　例如，温漂信号属共模信号，它对差分放大电路中Ic1和Ic2的影响相同。
　　① 共模放大倍数Avc
　　共模信号对放大电路来说也是变化量，不能视为直流量。计算共模放大倍数Avc时，图2.8.3中Re用2Re 等效。共模放大倍数Avc的大小，取决于差分电路的对称性，双端输出时可以认为等于零。单端输出时为
　　　　　　　　　
　　②共模抑制比
　　共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。
　　　　　　　　 　　或　 　　
　　双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端输出时共模抑制比。


1. 电路的主要类型
    按输入输出方式分：有双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出四种类型。
    按共模负反馈的形式分：有典型电路和射极带恒流源的电路两种。
2．电路的主要特点
    （1）电路结构具有对称性
        两个晶体管的参数相同，电路两边完全对称。
    （2）抑制零点漂移
        由于电路两边完全对称，两个晶体管集电极的零点漂移也相等，双端输出时电路的零点漂移为零；单端输出时射极电阻RE的共模负反馈具有抑制零点漂移的能力。即差分放大电路利用电路的对称性和共模负反馈抑制零点漂移。
    （3）抑制共模信号
        当两个输入信号为大小相等、方向相同的“共模信号”时，由于电路的对称性和共模负反馈的作用，输出共模信号很小。双端输出时，输出共模信号近似为零。
    （4）放大差模信号
        当两个输入信号为大小相等、方向相反的“差模信号”时，由于电路的对称性，两个输出端有大小相等、方向相反的“差模信号”输出。双端输出时，输出差模信号等于两边输出电压之和，即该电路对差模信号有较大的放大能力。
    （5）共模抑制比
        差分放大电路对差模信号有较强的放大能力，而对共模信号有较强的抑制能力。即差模放大倍数 大，而共模放大倍数 小。为了综合评价差分放大电路性能定义共模抑制比 ，越大越好。
2. 静态分析方法
    利用电路的对称性，将电路分解成两半，原电路中的RE（电流为2IE1）在等效电路中应该为2RE（电流为IE1），根据电路列方程求解静态工作点。
3. 动态分析方法
    （1）小信号差模特性
        按差模信号的性质画出差模等效电路，分析计算差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻。对图4.2所示的典型电路，当电路输入差模信号时，流过射极电阻RE的信号电流等于零。分析差模电压放大倍数时射极按“交流地”处理，分析差模输入电阻时射极电阻RE按开路处理。根据电路的对称性，双端输出时负载电阻折半处理，单端输出时负载电阻不必折半。
    （2）小信号共模特性
        按共模信号的性质画出共模等效电路，分析计算共模电压放大倍数、共模输入电阻和共模抑制比。对图4.2所示的典型电路，当电路输入共模信号时，流过射极电阻RE的信号电流等于单管射极电流的两倍，共模等效电路中的射极电阻按2RE处理。
    （3）任意输入信号分解
        如果电路的两个输入信号既不是差模信号又不是共模信号，这时可将两个任意输入信号uI1和uI2分解成差模和共模两种性质的输入信号。
        uI1=uI+uId/2,  uI1=uI-uId/2
        其中 ，
        电路的总输出信号为：
        差分放大电路的单端输入方式相当于双端输入方式时uI1或uI2等于零的情况。
        图4.2所示典型电路的技术指标如表4.1所列。
    （4）大信号特性
        当输入信号在±26mV范围内，电流与电压之间有良好的线性关系。当输入信号超过±100 mV后，两个放大管的电流几乎不再随输入电压变化，出现了一个管子进入截止区，而另一个管子的电流则接近IE（=IE1+IE2）的情况，这是很有用的限幅特性。

表4.1典型差分电路的技术指标

chenzhongren

谢谢分享！

njkkx

又把以前学过的知识复习了一遍。

深深的爱gwn

强烈感谢楼主