差分放大电路
《差分放大电路》课件
电源稳定性测 试：测量差分 放大电路的电 源稳定性，确 保其符合设计
要求
差分放大电路的调试与测试实例
测试目的：验证差分放大电路的性 能和稳定性
测试项目：输入信号、输出信号、 增益、相位、噪声等
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测试方法：使用示波器、信号发生 器等仪器进行测试
测试结果分析：根据测试结果，分 析电路的性能和稳定性，找出存在 的问题并解决。
应用案例1：在 数字音频处理 中的应用，提
高音质
应用案例2：在 数字图像处理 中的应用，提 高图像清晰度
应用案例3：在 数字通信中的 应用，提高通
信质量
应用案例4：在 数字信号处理 中的其他应用， 如信号滤波、
信号放大等
差分放大电路在其他领域中的应用案例
音频信号处理：用于音频信号的放大和滤 波
医疗设备：用于医疗设备的信号放大和滤 波
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差分放大电路的主要特点是具有较 高的共模抑制比和较低的噪声。
差分放大电路的基本结构包括输入 级、中间级和输出级。
差分放大电路的特点
输入信号为 差模信号
具有较高的 共模抑制比
输出信号为 差模信号
具有较高的 增益和带宽
差分放大电路的应用
信号处理：用于处理模拟信号，如 音频、视频等
稳定性优化：通过优化电路参数，提高电路的稳定性，如调整反馈系数、调整电路参数等。
差分放大电路的设计方法
差分放大电路的设计原则
输入阻抗匹配：确保输 入信号不受干扰
输出阻抗匹配：保证输 出信号的稳定性
共模抑制比：提高电路 的抗干扰能力
带宽：满足信号处理需 求
基本差分放大电路详解
基本差分放大电路详解：
差分放大电路是一种电子电路，通过对两个相同型号的管子的共模输入信号进行放大，实现差分信号的放大。
这种电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如通信、测量、计算机等。
差分放大电路由两个完全对称的共射放大电路组成，每个管子的参数完全一样，温度特性也完全相同。
这两个管子的集电极分别接在一起，并通过公共电阻Ree 进行供电。
这样做的目的是使两个管子的工作点相同，从而减小了零点漂移的影响。
差分放大电路的特点包括：
1.抑制零点漂移：由于电路的对称性，差分放大电路可以有效地抑制零点漂移，提高
了电路的稳定性。
2.差模信号放大：差分放大电路主要对差模信号进行放大，这种信号是由两个输入端
输入大小相等、极性相反的信号组成的。
3.抑制共模信号：差分放大电路对共模信号有抑制作用，共模信号是指大小相等、极
性相同的两个信号。
差分放大电路在直接耦合电路和测量电路的输入端中有着广泛的应用。
由于其具有对称性，可以有效地稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号的作用。
在实践中，为了获得更好的性能，可以采用适当的负反馈和温度补偿措施。
差分放大电路公式(一)
差分放大电路公式(一)差分放大电路公式1. 差动增益公式•差动放大器的增益定义为差模输入电压与差模输出电压的比值：Ad = (Vout+ - Vout-) / (Vin+ - Vin-)•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Vout+和Vout-分别表示正输出与负输出的电压。
2. 共模增益公式•共模放大器的增益定义为共模输入电压与共模输出电压的比值：Ac = (Vout+ + Vout-) / (Vin+ + Vin-)•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Vout+和Vout-分别表示正输出与负输出的电压。
3. 差模增益与共模增益比值公式•增益差值定义为差动增益与共模增益的比值：CMRR = Ad / Ac•其中，CMRR表示共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio）。
4. 差模输入电阻公式•差模输入电阻定义为差模输入电压与差模输入电流的比值：Rin = (Vin+ - Vin-) / Iin•其中，Vin+和Vin-分别表示正输入与负输入的电压，Iin表示差模输入电流。
5. 差模输出电阻公式•差模输出电阻定义为差模输出电压变化与差模输出电流变化的比值：Rout = dVout / dIout•其中，dVout表示差模输出电压变化，dIout表示差模输出电流变化。
举例说明假设我们有一个差分放大电路，如下图所示：R1 R2Vin+ -----/\/\/\/\------|---- RL| |Vin- -----/\/\/\/\------ VoutR3 R4其中，R1、R2、R3、R4为电阻，Vin+和Vin-为正输入与负输入的电压，Vout为输出电压。
我们可以根据上述公式计算出该差分放大电路的性能指标：1.差动增益（Ad）：根据差分放大电路公式，我们可以测量Vin+和Vin-的变化，并记录Vout+和Vout-的变化，然后计算出Ad的值。
差分放大电路
03 差分放大电路的分类
电压反馈型差分放大电路
电压反馈型差分放大电路通过电 压负反馈来减小输出电压的幅度，
从而减小了电路的增益。
电压反馈型差分放大电路通常具 有较低的输入阻抗和较高的输出 阻抗，适用于电流驱动能力较弱
的电路。
电压反馈型差分放大电路的优点 是稳定性好，噪声低，适用于信
号源内阻较高的应用场景。
电流反馈型差分放大电路
1
电流反馈型差分放大电路通过电流负反馈来减小 输出电流的幅度，从而减小了电路的增益。
2
电流反馈型差分放大电路通常具有较高的输入阻 抗和较低的输出阻抗，适用于电流驱动能力较强 的电路。
3
电流反馈型差分放大电路的优点是带宽较宽，响 应速度较快，适用于信号源内阻较低的应用场景。
缓冲和驱动
差分放大电路可以作为缓冲器和 驱动器，用于驱动后级电路或传 输线路，提高信号的驱动能力和 传输稳定性。
比较器
差分放大电路可以作为比较器， 用于比较两个电压或电流的大小 关系，常用于触发器、寄存器等 数字逻辑电路中。
在传感器信号处理中的应用
温度传感器信号处理
差分放大电路可以用于放大温度传感器的输 出信号，将微弱的温度变化转换为电信号， 便于后续处理和测量。
差分放大电路的特点
高增益
抑制共模干扰
差分放大电路具有很高的增益，通常在 100dB以上，因此能够将微弱的差分信号 放大到足够大的幅度。
由于差分放大电路只对两个输入信号的差 值进行放大，因此它能够有效地抑制共模 干扰，提高信号的信噪比。
宽频带
差分放大电路
12V
解：(1) ICQ1 = ICQ2 (VEE – UBEQ) / 2REE= 0.285 (mA)
UCQ1= UCQ2 = VCC – ICQ1RC = 9.15 (V)
(2)
rbe
200 (1 ) 26
I EQ
200 81 26 7 489 () 0.285
IC1 导致UC1 变化量为UC1
IC2 导致UC2 变化量为UC2
则： UC1 = UC2 U0 = (UCQ1 + UC1 ) - (UCQ2 + UC2 ) = 0
三、 差模信号与共模信号
第3章 放大电路基础
共模信号：数值相等，极性相同的输入信号，即 ui1= ui2= uic 差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即 ui1= -ui2
Aud
u0d uid
u01 u02 ui1 ui2
2u01 2ui1
u01 u02
Aud1
微变等效电路
第3章 放大电路基础
ib1
βib1
ui1
uod1
单边的微变等效电路
ib1
βib1
ui1
第3章 放大电路基础
uod1
Aud1
(RC //
rbe1
RL 2
)
Aud
3.3 差分放大电路
第3章 放大电路基础
3.3.1 差分放大电路的工作原理 3.3.2 电流源与具有电流源差分放大电路 3.3.3 差分放大电路的输入、输出方式
第3章 放大电路基础
差分放大电路
第3章 放大电路基础
3.3.1 差分放大电路的工作原理 一、电路组成及特点:
差分电荷放大电路
差分电荷放大电路差分电荷放大电路是一种常见的电子放大电路，它利用差分输入信号来实现放大功能。
在这篇文章中，我们将探讨差分电荷放大电路的工作原理、特点以及应用。
差分电荷放大电路主要由差分放大器和输出级组成。
差分放大器是该电路的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。
输入端分别连接正相位信号和反相位信号，输出端则输出放大后的信号。
差分放大器的工作原理基于差分运算的原理。
当正相位信号和反相位信号输入到差分放大器时，它们会被转换为电荷，并存储在差分电容中。
差分放大器通过控制电流的方式，将存储在差分电容中的电荷转换为电压信号，并放大输出。
差分电荷放大电路的特点是具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗。
高增益意味着它能够将微弱的输入信号放大到较大的幅度，提高信号的强度。
高输入阻抗使得差分电荷放大电路对输入信号源的负载影响较小，减少信号源的失真。
低输出阻抗则保证了差分电荷放大电路能够将放大后的信号传输到下一级电路，提高整体电路的性能。
差分电荷放大电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在音频放大器中，差分电荷放大电路可以将微弱的音频信号放大到适合扬声器的驱动电平，实现声音的放大。
在通信系统中，差分电荷放大电路可以用于放大接收到的信号，提高信号的质量和可靠性。
此外，差分电荷放大电路还可以应用于传感器信号放大、生物医学信号处理等领域。
总的来说，差分电荷放大电路是一种常见的电子放大电路，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
它在音频放大、通信系统和传感器信号处理等领域有着广泛的应用。
通过了解差分电荷放大电路的工作原理和特点，我们可以更好地理解和应用这一电路。
差分运算放大器电路
差分运算放大器电路差分运算放大器（Differential Amplifier）是一种用于放大差分信号的电路。
它是运算放大器（Operational Amplifier）的一种特殊形式，常被用于测量和增强微弱的差分输入信号。
差分运算放大器的电路结构由两个输入端口和一个输出端口组成。
两个输入端口分别连接到两个输入电阻上，并与负反馈网络相连。
输出端口则连接到负载电阻上。
差分运算放大器的主要功能是放大差分信号，并抑制共模信号。
差分信号是通过将一个信号与另一个信号相减来获得的。
例如，当两个输入信号分别为Vin+和Vin-时，差分信号为Vd = Vin+ - Vin-。
差分运算放大器的工作原理如下：1.输入端口：差分运算放大器的输入端口由Vin+和Vin-两个输入引脚组成。
通常情况下，Vin+被作为非反相输入端口，Vin-则被作为反相输入端口。
这意味着，当Vin+上升时，输出电压Vout下降，反之亦然。
2.反馈网络：差分运算放大器的反馈网络通常由电阻和电容组成，用于实现负反馈。
负反馈可以使差分运算放大器的增益和频率响应更加稳定，并提高放大器的线性度。
3.输出端口：差分运算放大器的输出端口由Vout引脚组成。
输出电压Vout的幅度和极性取决于输入信号Vin+和Vin-之间的差异。
差分运算放大器的放大倍数可以通过改变反馈网络中的电阻值来调整。
通常情况下，差分运算放大器的放大倍数很高，达到数百甚至数千倍。
这使得差分运算放大器成为测量微弱差分信号和抑制共模噪声的理想选择。
差分运算放大器的主要优点包括：1.高放大倍数：差分运算放大器有很高的开环增益，可以有效地放大微弱的差分信号。
2.抑制共模信号：差分运算放大器通过差分输入和负反馈，能够有效地抑制共模噪声。
共模信号是同时施加于两个输入端口的噪声，如果没有差分放大器进行抑制，它可能会严重干扰信号。
3.精确性：差分运算放大器可以提供高精度的放大，并且具有很低的失调电压和失调电流。
模电实验-差分放大电路
实验三—差分式放大电路实验内容：一、典型差分式放大电路性能测试实验电路如图，开关K拨向左边构成典型差分式放大电路。
1.测量静态工作点①调节放大电路零点信号源不接入。
将放大电路输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用万用表测量输出电压Vo，调节调零电位器Rp，使Vo=0.调节要仔细，力求准确。
②测量静态工作点零点调好后，用万用表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端的电压VBE，记录表中。
2.测量差模电压增益断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大电路输入A端，地端接放大电路输入B端构成差模输入方式，调节输入信号为频率f=1KHz的正弦信号，并使输出旋钮置零，用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。
接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压Vi（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表Vi,V C1,V C2,记录在表中，并观察vi,vc1,vc2之间的相位关系及V BE 随Vi改变而变化的情况。
2.测量共模电压增益将差分放大电路A、B短接，信号源接在A端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1KHz,Vi=1V,在输出电压无失真的情况下，测量V C1、V C2的值记录下表，并观察vi,vc1,vc2之间的相位关系及V RE随Vi改变而改变的情况。
二、具有恒流源的差分放大电路性能测试将电路图中的开关K拨向右边，构成具有恒流源的差分式放大电路，重复一——2、3实验内容的要求，记录入上表。
典型差分式放大电路vi,vc1,vc2的图像：共模输入左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系差模输入左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系具有恒流源的差分放大电路vi,vc1,vc2的图像：差模输入vi与vc1相位关系左图——vi与vc1相位关系右图——vc1与vc2相位关系在共模输入时，V i增大，V RE增大；差输入时，V RE很小，V i变化时，V RE变化不明显。
第三章(三)差分放大电路
26 I EQ
200
5 7 .5 9
81 26 0 .2 8 5
7 5 8 9 7 .5 9 K
80
5 2 .7
R L 1 0 / /1 0 5 K
R id 2 rb e 2 7 .5 9 1 5 .2 k R od 2 RC 2 0 K
0CC
RC I CQ1
1 2 1 0 0 .2 8 5 9 .1 5(V )
rb e 2 0 0 (1 )
( 2 ) Au d R L RC / / 1 2 RL rb e
ui1 = 1.01 = 1.00 + 0.01 (V) ui2 = 0.99 = 1.00 – 0.01 (V) uid = u i1 – u i2= 1.01 – 0.99 uic = (ui1+ ui2 ) / 2 =1（V）
u i 1 u ic 1 2 u d ; u i 2 u ic 1 2 u id
I CQ1 I CQ 2
U CQ1 VCC RC I CQ1 U C Q 2 V C C R C I C Q 2 是集电极对地电位值！
（二）动态分析 1. 差模输入与差模特性 差模输入：差分放大电路的两个输入信号大小相等，极性相反。 差模电压放大倍数：差模输出电压uod与差模输入电压uid的比值。 差模输入电阻：从放大电路两个输入端看进去所呈现的等效电阻。 差模输出电阻：差分放大电路两管集电极之间即输出端看进去的对 差模信号所呈现的电阻。
ic1
ic2
IE
IE
REE:静态时：流过两倍的IE,对单边来讲相当于串接了2REE。 动态时：ui1引起ie增加，而ui2引起ie减小，一增一减，在RE上不
差分放大电路 全篇
Rb
Uoc
Rb
T1
T2
Uic1
Iec1 Rc Uoc1 Uoc2 Rc Iec2
2Ree
2Ree
Uic2
Uoc 0
A Uc(双）
U oc U ic
Uoc1 Uoc2 0 Uic
差放的特点： 输入无差别，输出就不动；输入有差别，输出就变动。
共模抑制比CMRR—衡量差放的一个重要指标。
CMRR A Ud A Uc
差分电路的输入输出方式
单端输入 输入方式
双端输入
单端输出
输出方式
双端输出
Uo
+
差模信号和共模信号 +
Uo Uo
-
差模信号
Ui1
Ui2
一对大小相等，极性 -
+
相反的信号，用Uid1、Uid2
表示， Uid1= - Uid2
共模信号 一对大小相等，极性相同的信号， 用Uic1、Uic2表示，Uic1= Uic2
5. 双端输入/单端输入 指标比较
输出方式
双出
单出
AUD
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
Rid
2rbe
双出
单出
(Rc
//
1 2
RL )
rbe
(Rc // RL )
2rbe
2rbe
Ro
2 Rc
Rc
2 Rc
Rc
集成运算放大器概述
集成运算放大器结构特点 集成运算放大器组成及各部分作用 集成运算放大器主要参数 理想集成运算放大器及两个工作区域
2. 当V+>V-时，Vo为正向输出饱和电压VOH 当V+<V-时，Vo为负向输出饱和电压VOL 其数值接近运放的正负电源电压
三极管及放大电路—差分放大电路(电子技术课件)
ui1 = ui2 大小相同，极性相同 差模输入信号: uid = ui1 – ui2= 2ui1 共模输入信号: uic = ui1 = ui2
Rc1uo
T1
RL
+ VCC Rc2 T2
ui1 uid
ui2
Re – VEE
2.差模输入
（1）双端输出时差模交流通路
T1
ui1 uid
ui2
(dB)
20 lg
Aud Auc
在理想情况下，KCMR=∞，集成电路 一般为 120 ~ 140 dB。
3.共模抑制比 （3）单端输出时共模电压放大倍数和共模抑制比
Rc1
Rc2
T1 RL uoc
T2
uic
2Re
2Re
单端输出共模交流通路
Auc1
uoc uic
R'L 2(1 )Re
R'L 2 Re
RL uo
差模输入电阻： Rid = 2rbe 差模输出电阻： Ro = 2Rc 与单管共射放大电路类似。
2.差模输入 （4）单端输出时差模电压放大倍数
Aud1
uo uid
uo1 2ui1
1 2
Aud1
Rc
2rbe
带负载RL时：Aud1
R'L
2rbe
RL Rc // RL
T1
ui1 uid
ui1 uid
ui2
Re – VEE
当 ui1 =ui2 = 0 时： VEE = UBEQ + IERe IE = (VEE – UBE) / REE IC1 = IC2 (VEE – UBE) / 2Re UC1 = UC2 = VCC – IC1Rc uo = UC1 – UC2 = 0
差分放大电路
差分放大电路概述
uI1 uI2 差分 放大 电路 uO 有两个输入端，对理想差放： uO uI1 – uI2，而与两个输 入信号的实际大小无关。
放大电路在输入信号为零时，输出信号 偏离原来的初始值而产生缓慢变化的现象称 为零点漂移，简称零漂，也常称温漂。 差放优点：放大差模信号，而有效抑制共模信号和零漂。
续
2. 共模输入与共模抑制比
（2） 共模交流通路
ue =2 ie1RE= ie1（2RE） 故对每半边电路而言，RE等效为2RE
三、动态分析
2. 共模输入与共模抑制比
理想电路： 共模输出电压 uoc = 0 uoc 共模电压放大倍数 Auc 0 uic 实际电路： uoc 0 ， Auc 0
（4） 单端输出时的共模特性与共模抑制比分析
uoc1 RC RC Auc uic rbe (1 )2 RE 2 RE
当RE很大时， Auc 很小，
K CMR
Aud 很大 Auc
uoc1
可见：增大RE可抑制共模信号而不影 响差模信号，故增大RE 可提高KCMR 抑制共模信号和零漂的原理：双端输出时主要靠电路结构的对 称性，单端输出时靠RE的很强的电流负反馈作用。
50 Aud = 60 (dB) 20 lg K CMR (dB) 20 lg 0.05 Auc
作业：3.16,3.17
3.3.2 具有电流源的差分放大电路
采用电流源代替发射极公共电阻RE ，以提高共模抑制能力。
一、电流源
I0
1. 电流源的特点： 输出电流与负载无关；动态电阻很大 2. 电流源的应用： 提供稳定的静态电流；
三、动态分析
1. 差模输入与差模特性
（3） 差模特性分析 差模电压放大倍数
第5章差分放大电路
第5章 差分放大电路内容提要：本章介绍差分放大电路，包括差分放大电路的组成、差分放大电路的输入和输出方式、差分放大电路的静态计算和动态计算。
概述差分放大电路（简称差放）就其功能来讲，是放大两个输入信号之差。
由于它具有优良的抑制零点漂移的特性，因此成为集成运放的要紧组成单元。
在电子仪器和医用仪器中经常使用差分放大电路做信号转换电路，将双端输入信号转换为单端输出或将单端输入信号转换为双端输出。
5.1.1 差分放大电路的组成差分放大电路是一种对称结构的放大电路，差分放大电路是由两个特性相同的三极管VT 1、VT 2组成的对称电路，两部份之间通过射极公共电阻R e 耦合在一路。
在差分放大电路的电路图（图5-1-1）中。
R s1、R s2为VT 1、VT 2确信适合的静态工作点。
采纳双电源供电形式，可扩大线性放大范围。
差分放大电路的电路如图5-1-1所示。
+-i1u i2u图5-1-1 差分放大电路差分放大电路是对称电路。
对称电路的含义是两个三极管VT 1、VT 2的特性一致，电路参数对应相等。
即βββ==21BE BE2BE1U U U == be be2be1r r r ==c c21c R R R ==s s21s R R R == 5.1.2 差分放大电路的输入和输出方式差分放大电路一样有两个输入端：反相输入端和同相输入端，如图5-1-1所示。
在输入端A 输入极性为正的信号u i1，输出信号u o 的极性与其相反，称该输入端A 为反相输入端。
在输入端B 输入极性为正的信号i2u ，而输出信号u o 的极性与其相同，称该输入端B 为同相输入端。
极性的判定以图中确信的正方向为准。
信号从三极管的两个基极加入称为双端输入；信号从三极管的一个基极对地加入称为单端输入。
差分放大电路一样有两个输出端：集电极C 1和集电极C 2。
从集电极C 1和集电极C 2之间输出信号称为双端输出，从一个集电极对地输出信号称为单端输出。
第十六次课 差分放大电路
-
R
R
C 3+ vo -4
C
R W RE
V EE
I R B1 B1 VBE I E1 RW /2 2IE1 RE VEE 0
V CC
2
R B1
RE对一半差分电路而言，只有2RE才能获得相同的电压降。
I B1
RB1
VEE VBE
(1 )(2RE
RW
/ 2)
I C1 = I B1
VCC RC
VC1 = VCC IC1RC VE1 = IBRB1 VBE VCE1 = VC VE
1
T1
RB1
T2管的静态工作点与T1管的相同 思考：接入负载后，静态工作点有无变化？
RW / 2
2RE VEE
VB 0 VE 0.7V VE 2 Re IE VEE IE 0.265mv VCE VC VE Vcc IC RC VE 4.05v
+ vo
ib1
2Re
–
2 Re rbe
ib2 Rc
Rs
ib2
ic2
vv
R ic
ic
ic
i 2i
i
b
R r 2(1 )R
S
be
e
2
v
R o R
i oc
c
o
例1.某差放电路如图所示，V1，V2参数相同， VBE1=VBE2=VBE=0.7V,β=100,rbb'=100Ω,R=5 1(1Ω)静态时两管的IBQ,ICQ和VCEQ各为多少？ (2)计算差模电压增益Avd; (3)计算差模输入电阻Rid和输出电阻Rod;
和V1管的集电极电位vC1;
(1)静态分析
差分放大电路工作原理
差分放大电路工作原理
差分放大电路工作原理是通过使用两个输入信号相位相反的放大器来放大差分信号。
差分信号是指两个输入信号的差值。
差分放大电路由两个输入端和一个输出端组成。
两个输入端分别连接到两个放大器的非反相端和反相端。
输出端连接到两个放大器的输出端，并输出其差分信号的放大结果。
当两个输入信号的幅值相等且相位相反时，放大器的放大倍数就可以将差分信号有效地放大。
即使在输入信号存在噪音的情况下，差分放大电路可以有效地减小噪音对于信号的干扰。
差分放大电路的工作原理可以通过以下步骤来解释：
1. 输入信号进入差分放大电路的两个输入端。
一个信号连接到一个放大器的非反相端，另一个信号连接到另一个放大器的反相端。
2. 在两个放大器中，输入信号经过放大，但其相位被反相器反转。
3. 两个放大器的输出信号连接到输出端，输出信号为两个放大器输出信号的差值。
4. 差分放大电路输出的差分信号经过放大，可以根据需要进行进一步处理或用于其他用途。
通过使用差分放大电路，可以有效地提高信号的抗干扰能力和动态范围。
在许多应用中，差分放大电路被广泛用于放大传感器信号、音频信号和通信信号等。
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2、 动态分析
（1） 差模分析
① 做交流通路
+
+VCC
RC R C
RC
+
T1
v Id 1
RL v Od 1 2
−
−
+
+
RL RL
+
RC R C
v Od −
v Id
v Id 2
− − +
v Od
−
+
v Id 1
v Id 1 T 1
−
+
T 1
T2
REE −VEE
T2
+
Ri
−
T2
RC
RL 2
v Od 2
2
I C 1 = β I B1 = 0.26mA
VCC − VC 1 VC 1 = IC1 + RC RL
VC 1 = 2.82V
I RL V = C 1 = 0.08mA RL
RC 36kΩ RB 2 .7 k Ω RL 36kΩ RP 100Ω RE 27 kΩ
RC 36kΩ
VCC +15V
vo
RC 36kΩ
T1
RL 36kΩ RP 100Ω
T2
RB 2.7kΩ
RE 27kΩ −VEE −15V
解：（1）静态分析： RP ( ) I B 1 RB + VBE 1 + 1 + β I B 1 + 2 RE − 15 = 0
I B1 15 − V BE 1 = 2.6 µA = R P R B + (1 + β ) + 2 RE 2
+
v Id 2
−
+
v Od 2
−
+
v Ic
−
+
Avc
v Oc
−
+
v I = v Id + v Ic v O = Avd v Id + Avc v Ic 其中：Avd = v Od / v Id ( 差模增益 ) Avc = v Oc / v Ic ( 共模增益 )
7.1 差分放大电路的工作原理
一、差分放大器的组成 一个输出端
+ +
T1
2 REE
2 REE
Avc1
v Ic
−
RC
RL
vOc
−
β ( RC // RL ) vOc1 =− = rbe + ( β + 1)2 REE v Ic
Avc1= Avc 2
共模抑制比
β ( RC // RL ) − 2rbe = β ( RC // RL ) − rbe + ( β + 1)2 REE
+
vO
−
RC
T2
+
对差模信号有放大作用
v Ic1 = v Ic 2
vI1 + vI 2 = = v Ic 2
vIc Id I1 1
−
T1
REE
v vId Ic I2 v 2
−
对共模信号没有放大作用
−VEE
对零点漂移的抑制作用
输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象
+VCC
RC
对零点漂 移有抑 制作用
<C> 单端输入
+VCC
等效于双端输入
RC
+
vO
−
RC
+
指标计算与 双端输入相同
+
T 1
T2
vI 1
−
r0
I0
−VEE
（2）共模电压增益
<A> 双端输出 共模信号的输入使两管 集电极电压有相同的变化。 所以 v oc = v oc1 − v oc2 ≈ 0 共模增益
RC
+VCC
RC
+
vO
+ T 1
+
−
v Id 2−
−
v Id 2
+
② 差模电压增益
v1Od= v 1 −v Od vOd vOd 1 − vOd 2 =v2 21 Od Od = = Avd 1 = − = Avd = v v Id 1 −v Id 1 v Id v Id 1 − v Id 2 v 2 1Id= 2 Id
③ 输入电阻
+VCC
RC
+
vO
−
RC
vI1
−
+
T 1
T2
+
vI2
REE
I EE
−
−VEE
1. 电路组成及工作原理 静态分析
I C1 = I C2
1 ≈ IE = I0 2
+VCC
VCE1 = VCE2
RC
+
vO
−
RC
= VCC − I C RC − VE
= VCC − I C RC + V BE
I B1 = I B2 IC = β
vId1
v Id
−
T1
RC
RL v Od
+
−
= −50 v Id 2 R
+
− −
B
T2
RC 36kΩ
RC
VCC +15V
RP Rid = 2[ RB + rbe + (1 + β ) ] = 36kΩ 2
vo
RC 36kΩ
RB
vi
RL 36kΩ
RP 100Ω
RB 2.7 kΩ
Ro = RC = 36kΩ
③ 输入电阻 ④ 输出电阻
Rid = 2 rbe
I
+ V
−
T1
RC
Rod
Rod ≈ RC
T2
RC
（2） 共模分析 ① 做交流通路
T1
+
+VCC
RC
+ +
RL
RC
RC
+
vOc −
T2
v Ic
2 R EE
v Ic 1
RC
−
−
T1
v Ic 2
EE
+
RL vOc −
T2
RC
+
−
2 REE
RL
vOc
2 REE RC
接入负载时
vid 1
−
vid 2
−
AVD = −
β ( Rc // rbe
1 RL ) 2
<B> 双入、单出 AVD 接入负载时
v o1 βRc v o1 1 = = = AVd1 = − 2rbe 2v i1 v id 2
β ( Rc // RL ) =− 2rbe
AVD
主要指标计算 （1）差模电压增益
T T11
R RC C
RL v Od − vOd 2
+
RC
RL RL
+
−
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
T T 22
R RC C
RL
vId1
−
v Id 2
REE
−VEE
+
+
−
② 差模电压增益 =
v Id 1 = − v Id 2
vOd 1 vOd vOd 1 1 1 β(R C // R L ) = = Avd = Avd 1 = − ⋅ 2v Id 1 v Id v Id 1 − v Id 2 2 2 rbe v Od v Od 2 v Od 2 1 1 β(R C // R L ) Avd = = = = − Avd 2 = ⋅ v Id v Id 1 − v Id 2 − 2v Id 2 2 2 rbe
2R − 双端输入双端输出的差分放大 REE 器对共模信号根本不放大 −V
−
v Ic1
T1
+
v Ic 2
−
EE
② 共模电压增益：
+
T2
Avc =
vOc vOc1 − vOc 2 = =0 v Ic v Ic
差分放大器对共模信号的抑制作用可以用共模抑制比来 评价： Avd K CMRR = Avc
→∞
+
两个输出端 两个输出端
+VCC
差分式放大电路(简称“差放”)是由两个完全 RC 对称的共射放大电路构成。 一个输出端 对称的含义是指两个三极管的特性一致， 电路参数对应相等。
+ − + vvO
RC
T2
+
−
O v O
双端输入双端输出电路 双端输入单端输出电路 单端输入双端输出电路 单端输入单端输出电路
vI1
−
T1
REE
vI 2
−
−VEE
两个输入端 一个输入端
vI1 + vI 2 vI1 − vI 2 vI1 = + 2 2 vI1 + vI 2 vI1 − vI 2 vI 2 = − 2 2
+VCC
v Id 1 = − v Id 2
v I 1 − v I 2 v Id = = 2 2
+
RC
vo = 0
v Ic1 = v Ic 2
vI1 + vI 2 = = v Ic 2
v I 1 − v I 2 v Id = = 2 2
v Id 1 = −v Id 2
可见：一对任意数值的输入信号都可分为共模信号和差模信号 两部分。