差分放大器的结构、特点及作用

1. 差分放大器的结构、特点及作用 特点：

差分信号作为输出可以增大最大输出压摆。

差分工作模式，能很好抑制环境噪声（如电源噪声），即所谓的共模抑制。虽然这是以电路面积为代价的，但对于在单端模式时采用其它的方法来抑制环境噪声的干扰的电路面积而言还是较小的。 差分电路还具有偏置电路简单和线性度高等优点。

结构： 应用：

2. 基本差分对中的尾电流源的作用

为差分对提供一个电流源I S ，以使差分对具有固定的尾电流，从而产生独立于输入共模信号V ic 的电流I D1+I D2。

在共模输入时差分对管的工作电流I D1=I D2= I S /2，并且保持恒定； 同理，其共模输出电平也保持恒定，且其值为V DD -RI S /2（R 为负载等效电阻）。

解决了由于差分对管在共模输入时的工作电流变化引起非线性及输出信号失真等。

V i1

V i2

V i1V i2

3. 各类差分放大器的增益（共模增益、差模增益）、输入输出共模电平范围、

线性增益区的范围（对所给电路图分析计算）

双端输入双端输出时的差模电压增益 双端输入单端输出差模电压增益

在理想情况下，由于电路的完全对称性，则当输入共模信号时，由于引起差分对管的每边的输出电压的变化量相等，双端输出的电压为0，故电压增益为0。 理想情况下，单端输出共模小信号增益也为0。

4. 各类差分放大器的失调分析（失调的表示方式、原因，减小失调的方法） P83

减小由于输入差分对管不对称所引起的输入失调电压a 、减小输入差分对管MOS 管的阈值电压差，一种有效的方法就是采用离子注入工艺，使输入差分对管的阈值电压一致性较好。b 、减小失调误差的另一种方法是减小由于差分对管的几何尺寸的不对称引入的误差，这可以增大差分对管的尺寸，从而减小ΔW/W 与ΔL/L 的值（但这会造成输入差分对管具有大的寄生电容）来实现，并且通过提高光刻精度以减小ΔW/W 与ΔL/L 的误差值。 5. 差分放大器共模抑制能力的表示方式

R

g V V V m i o o -=-)2)(121R g m 2

1

-

共模抑制比CMRR 表示差分放大器的共模抑制能力，CMRR 定义为放大器的差

模信号电压增益与共模信号电压增益之比。即： 6. 一般输入信号如何转换成全差分信号

假如差分对管的输入信号分别为V i1与V i2，因为作为差分放大增益考虑的输入信号应为V i1－V i2，因此，可以对两个输入信号进行如下改变：

所以输入的差模信号仍为V i1－V i2，即差分对的输入差模信号为V id =V i1－

V i2，共模信号为V ic =（V i1+V i2）/2

如何求解放大器的频率响应（对所给电路进行分析求解）

频率特性的研究主要是通过等效电路推导出电路的传输函数，进而求出零、极点以确定电路的频率特性。

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2

22

1211i i i i i V V V V V ++-=

2

22

1122i i i i i V V V V V ++-=

(dB) lg

20CM

DM

A A CMRR =

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