19-2典型差分放大电路及其分析
双端输出的差分式放大电路
模拟集成电路
2017年4月
1
§7-1 模拟集成电路的电流源 §7-2 差分式放大电路 §7-3 集成电路运算放大器 §7-4 集成电路运算放大器的主要参数 §7-5 放大电路中的噪声与干扰
2
集成电路
在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器
件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。 模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放 大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模 数和数模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其 他模拟集成电路等。 模拟集成电路一般是由一块厚约0.2-0.25mm的P型 硅片制成，称为基片。基片上可以做出包含有数十 个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。
8
UCC Rr Ir T5 T1 T2 T3 T4 IC2 IC3 IC4
多路镜像电流源
9
微电流源
在T2的射极电路接入电阻Re2，当
基准电流IREF一定时， IC2为：
VBE 1 VBE 2 VBE I E 2 Re 2 VBE IC 2 I E 2 Re 2
利用两管基-射极电压差VBE可以控 制输出电流IC2 。由于VBE的数值小, 故用阻值不大的Re2即可获得微小的 工作电流，称为微电流源。 当电源电压VCC发生变化时， IREF以及VBE也将发生 变化。由于Re2为数千欧，使VBE2 <<VBE1，以致T2的 VBE2值很小而工作在输入特性的弯曲部分，则IC2的变 化远小于IREF的变化。
14
基本差分式放大电路
一个基本差分式放大电路由两
个特性相同的BJT T1、T2组成 对称电路，电路参数也对称， 即Rc1=Rc2=Rc等。 有两个电源+VCC和-VEE。 两管的发射极连接在一起并接 恒流源I0，恒流源的交流电阻 r0很大，在理想情况下为无穷 大。 如果电路有两个输入端和两个 输出端，称双端输入、双端输 出电路。
差分放大电路介绍
输出电阻：分析差分放大电路的输出电阻，包括差分输出电阻和共模输出电阻。
3
增益：分析差分放大电路的增益，包括差分增益和共模增益。
4
差分放大电路的动态分析
01
差分放大电路的输入输出关系
03
差分放大电路的稳定性分析
02
差分放大电路的频率响应
04
差分放大电路的噪声分析
3
差分放大电路的设计与优化
差分放大电路的设计原则
电源保护：通过差分放大电路实现电源的过压、欠压、过流等保护功能
电源转换：通过差分放大电路实现电源的转换，如DC-DC、AC-DC等
电流检测：通过差分放大电路检测电流，实现电源的稳定输出
差分放大电路在其他领域的应用
01
医疗设备：用于心电图、脑电图等生物信号的放大和处理
03
工业控制：用于传感器信号的放大和处理，实现精确控制
差分放大电路的优化方法
提高共模抑制比：通过调整电路参数，提高差分放大电路对共模信号的抑制能力。
01
02
03
04
降低噪声：通过优化电路布局和元器件选择，降低电路噪声，提高信号信噪比。
提高带宽：通过调整电路参数，提高差分放大电路的带宽，以满足高速信号处理的需求。
降低功耗：通过优化电路设计，降低差分放大电路的功耗，提高电路的能效比。
02
放大级：差分放大电路的核心部分，负责将输入信号进行放大
03
反馈网络：差分放大电路的反馈部分，用于稳定电路的增益和频率响应
04
输出级：差分放大电路的输出端，通常输出放大后的信号
差分放大电路的静态分析
静态工作点：确定差分放大电路的静态工作点，包括输入电压、输出电压、电流等参数。
差分放大电路
(3. 10) 3. 11)
(3. 12)
＋UCC iC1 Rc ＋ V1 iB1 iE1 iE2 Re uod － V2 Rc iC2
Rb ＋ ＋ ui1 uid － ui2 － ＋
Rb iB2
－UEE
图3－22 差模输入电路
uod uo1 Aud
u
id
ui1 ui 2
uo 2
2uo1
R
c
2u
i1
rbe Rb
(3. 13)
当在两个管子的集电极接上负载RL时,
ic1
Rc
Rc ＋ uoc －
ic2
Rb ＋ ui1＝uic － V1 ib1 ie1 2Re
＋ uo1 －
＋ uo2 －
V2 ie2 2Re
（3. 17）
3.3.2 具有恒流源的差动放大电路
恒流源差放电路如图 3.11 所示, V3、 R1、 R2、 R3 构成恒流源。
I EQ 1 I EQ 2
1 I 2
（3. 18）
＋UCC Rc Rb ＋ ui1 － V1 iE1 iC3 V3 ue ＋ uo － V2 iE2 Rb ＋ ui2 － R1 Rc
3.3 差分放大电路
3.3.1 差分放大电路的工作原理 一、电路组成及静态分析 图3－19为典型差动放大电路, 它是由两个完全对称 的共发射极电路组成的。 1. 静态工作点的计算 当输入信号为零时, 放大电路的直流通路如图3－ 21所示, 由基极回路可得直流电压方程式为
I R U
BQ b
BEQ
I Re Re U EE
Re:射极公共电阻， 可以稳定Q点及抑 制零漂
模拟电子技术基础02-19-03 差分放大电路的四种接法_88
2 (RBrbe)
双端输入 单端输出
1 (Rc / / RL )
2 RB rbe
2 (RBrbe)
单端输入 双端输出
(R / / RL )
C
2
RB rbe
2 (RBrbe)
Ro
2 Rc
Rc
2 Rc
K★CM输R 入电 ★双端输
阻较∞单很管高放大
电
路大；RE较高 是单r端be 输出的2倍
。
∞
很高
双端输入 单端输出
1 (Rc / /RL)
2 RB rbe
单端输入 双端输出
(RC / / RL )
2
RB rbe
单端输入 单端输出
1 (Rc / / RL)
2 RB rbe
Ri★d 差模放大2倍(R数B 只rbe与) 输出方2式(R有B
2 (RBrbe)
2 (RBrbe)
关Rrbe★；o )双端输出时2，RcAd 与单管 Au 基R本c 相同；
差分放大电路的四种接法
差分放大电路的四种接法
RB + ui1 –
RC +
– RC
uo1 uo2
T1
T2
RE –VEE
+VCC 四种工作方式：
RB
+ ui2 –
双端输入双端输出（双入双出） 双端输入单端输出（双入单出） 单端输入双端输出（单入双出） 单端输入单端输出（单入单出）
差分放大电路的四种接法
（1）静态分析
+VCC
RB + ui1 –RCຫໍສະໝຸດ +RL uo
T1
–
RE
RC T2
–VEE
【2024版】电子技术基础-第4章
（ a）
（ b）
（ c）
非线性集成电路
3
（ d）
（ e）
（a）为圆壳式
（b）为双列直插式 （c）为扁平式 （d）为单列直插式 （e）为菱形式
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（ e）
4
4.1 直接耦合放大电路
两级直接耦合放大电路如图4-1所示
图4 –1 两级直接耦合放大器电路
5
4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现 象
KCMR20lgAuddB Au c
15
4.2 集成运算放大电路概述
1．集成运放电路的组成及各部分的作用
集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出，具有高 增益，高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。
当给他施加不同的反馈网络时，就能实现模拟信号的多种数 学运算功能（如比例、求和、求差、积分、微分……），故被称 为集成运算放大电路，简称集成运放。
1．零点漂移现象 当输入电压为0时，由于温度等原因，输出电压uo≠0。 并且随温度的变化而变化。 输入信号为0，而输出信号不为0的现象称为零点漂移简称 零漂 ( zero drift )。
图４-２ 直接耦合放大电路的零点漂移
6
２.产生零点漂移的原因
产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包括环境温 度的变化及三级管工作时由于管耗引起的结温变化），电源 电压的波动以及电路元件以及电路元件参数的变化等，都会 引起放大电路的零点漂移。其中又以温度的变化使三级管参 数随之变化引起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起 ICBO及β增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极电 流IC增加，产生零点漂移现象。
(3)输出信号的响应参数 在书的69页，不再列出。
差分放大电路的原理
差分放大电路的原理
差分放大电路是一种常用的电子放大电路，其原理基于信号的差分放大。
差分放大电路由两个相同的电路分支组成，每个电路分支都有一个晶体管及其相关的其他电子元件。
这两个电路分支互为镜像，其中一个电路分支输出信号是输入信号的正相位，而另一个电路分支输出信号则是输入信号的负相位。
差分放大电路的工作原理是利用两个相对反向的信号进行放大。
当输入信号施加到差分放大电路的输入端时，该信号将被分成两个信号，一个信号经过一个电路分支，另一个信号经过另一个电路分支。
在每个电路分支中，信号被放大，并且输出信号的幅值与输入信号的幅值成正比。
差分放大器的特点是具有较强的抗干扰能力，因为它能够将共模干扰信号抵消掉。
共模干扰信号是指同时施加在两个输入端的相同幅值、相同相位的干扰信号。
差分放大电路能够将这种共模干扰信号减小甚至完全抵消掉，只放大差模信号，从而提高了系统的信噪比和精确度。
差分放大电路广泛应用于音频放大器、通信系统、测量仪器等领域。
通过合理设计和优化差分放大电路的参数，可以实现更高的放大倍数、更低的噪声水平和更好的线性度，从而满足不同应用场景的需求。
19-1差分放大电路的结构和工作原理
差分放大电路的结构和工作原理输入级中间级输出级偏置电路u ou i1u i2←抑制零点漂移是制作高质量集成运放的一个重要的问题。
←第一级的漂移影响最大，对放大电路的总漂移起着决定性作用。
+U CCu o1u i1R CR B2T 1R B1R C u i2R B2R B1+++–––T 2u o2在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。
★两个输入、两个输出★两管静态工作点相同u O =u O1−u O2=V C1 −V C2=U CEQ1−U CEQ1=0u o = (V C1 + ∆V C1 ) −(V C2 + ∆V C2 ) = 0静态时，u i1= u i2= 0T ↑→I C ↑→V C ↓对两管所产生的同向漂移具有抑制作用（1）静态定性分析+U CCu o1u i1R CR B2T 1R B1R C u i2R B2R B1+++–––T 2u o2（两管变化量相等）（2）动态定性分析+U CCu o1u i1R CR B2T 1R B1R C u i2R B2R B1+++–––T 2u o2对共模信号没有放大能力①共模( common mode)信号抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。
u i1 = u i2大小相等、极性相同u i1u i2u o1u o2u o温漂、干扰信号理想情况：u o 1 = u o 2双端输出：u o =u o1−u o 2=0（2）动态定性分析+U CCu o1u i1R CR B2T 1R B1R C u i2R B2R B1+++–––T 2u o2对差模信号有放大能力②差模(differential mode)信号u i1u i2u o1u o2有用信号u ou i1= –u i2大小相等、极性相反理想情况：u o 1 = −u o 2双端输出：u o =u o1−u o 2=2u o1（2）动态定性分析③比较输入任意信号：u i1u i2u i1＝12u id ＋u ic u i2＝－12u id＋u ic 差模分量共模分量差模输入:12id i i u u u =-共模输入:221i i ic u u u +=例:u i1= 10 mV , u i2 = 6 mVu i2 = 8 mV －2 mV可分解成: u i1= 8 mV + 2 mVu i1＝12u id ＋u icu i2＝－12u id ＋u ic一对任意信号可分解为差模信号和共模信号，即电路中差模和共模信号是共存的。
差分放大电路汇总课件
05
差分放大电路的优化设计
采用斩波技术改善性能
斩波技术概述
斩波技术是一种用于改善差分放 大电路性能的策略。通过周期性 地开关输入或输出信号，斩波器 可以消除信号中的直流分量，从
而提高电路的性能。
斩波电路设计
斩波电路通常由一个开关和一个 存储元件组成。开关用于在斩波 周期内切换信号的通路，而存储 元件则用于存储电荷，以实现斩
放大倍数和频率响应
差分放大电路的放大倍数等于两个放 大器增益的乘积，通常在100到 1000倍之间。
频率响应是指电路对不同频率信号的 放大能力。差分放大电路具有较宽的 频带，适用于高速电子设备。
02
差分放大电路的类型
直接耦合型
直接耦合型差分放大电路是最基本的差分放大电路，它通过直接将两个 晶体管的发射极连接在一起实现差分放大。这种类型的电路通常用于低 频信号的放大。
计算机辅助分析法
计算机辅助分析法是一种高效的分析方法，用于分析复杂差分放大电路的性能。该方法通过使用计算机软件对差分放大电路 进行建模和仿真，可以快速得到电路的性能指标和动态响应。
在计算机辅助分析法中，通常使用SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）等电路仿真软件对差 分放大电路进行建模和仿真。通过在软件中输入电路元件的参数和连接方式，可以模拟电路的运行过程并得到各项性能指标 。这种方法适用于复杂差分放大电路的分析，具有高效、准确的特点。
多级差分放大电路概述
多级差分放大电路是一种用于扩展差分放大电路带宽的策 略。通过将多个差分放大级联在一起，可以显著提高差分 放大电路的带宽。
多级差分放大电路设计
多级差分放大电路的设计重点在于各级之间的匹配和信号 的隔离。为了实现良好的匹配和隔离效果，通常需要采用 一些特殊的电路元件和设计技巧。
差分放大电路知识总结
差分放大电路知识总结什么是差分放大电路差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。
但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。
差分放大电路：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。
（a）射极偏置差放（b）电流源偏置差放差放有两个输入端子和两个输出端子，因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。
双端输入时，信号同时加到两输入端；单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地。
双端输出时，信号取于两输出端之间；单端输出时，信号取于一个输出端到地之间。
因此，差分放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。
上面两个电路均为双端输入双端输出方式。
（a）电阻Re是T1和T2两管的公共射极电阻，或称射极耦合电阻，它实际上就是在工作点稳定电路中植入的射极电阻，只是此处将两个电阻的射极电阻合并成一个Re，所以经它的作用是稳定静态工作点，对零漂做进一步的抑制。
电阻Re常用等效内阻极大的恒流源I0来代替，以便更有效地提高抑制零漂的作用。
负电源-图片用来补偿射极电阻Re两端的直流压降，以避免采用电压过高的单一正电源+图片，并可扩大输出电压范围，使两基极的静态电位为零，基极电阻Rb通常为外接元件，也可不用，其作用是限制基极静态电流并提高输入电阻。
差分放大器工作状态上图a电路，是输入信号IN1=IN2的状态。
（1）因输入端的“虚断”特性，同相输入端为高阻态，其输入电压值仅仅取决于R1、R2分压值，为2V。
同相输入端的2V电压可以看作成为输入端比较基准电压；（2）因两输入端的“虚短”特性，可进而推知其反相输入端，即R3、R4串联分压电路，其b点=a点=2V。
差分放大电路 ppt课件
图06.03双电源差分放大电路
(动画6-1)
11
6.3 差分放大电路的动态计算
6.3.1差模状态动态计算 6.3.2共模状态动态计算 6.3.3恒流源差分放大电路
2020/12/12
12
6.3.1 差模状态动态计算
差分放大电路的差模工作状态分为四种: 1. 双端输入、双端输出（双----双） 2. 双端输入、单端输出（双----单） 3. 单端输入、双端输出（单----双） 4. 单端输入、单端输出（单----单） 主要讨论的问题有： 差模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻
Avc
=
v OC1 v IC
R 'L
R b rbe (1 ) 2 R e
R 'L 2Re
2020/12/12
图06.08 共模微变等效电路21
(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。
K CMR
Avd Avc
，或
KCM R20lgAAvvdc dB
双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端 输出时共模抑制比
IB = RsV E(1EVB )2ERe
IC = IB V C = V CC I C R c V E = 2 I C R e V EE V CE = V C V E V B = V E + V BE
由IB的计算式可知，Re对 一半差分电路而言，只有2 Re 才2能020/获12/1得2 相同的电压降。
产生零点漂移的主要原因是温度的影响，所以 有时也用温度漂移或时间漂移来表示。工作点参数
的变化往往由相应的指标来衡量。
一般将在一定时间内，或一定温度变化范围
内的输出级工作点的变化值除以放大倍数，即将
差分放大电路
1
2
-VEE
6.2.2 ----2 .差模和共模输入
差模输入:是指在两个输入端加 共模输入:是指在两个输入端加上 上幅度相等，极性相反的信号。 幅度相等，极性相同的信号。 vi1 = – vi2 = vid /2
vi1 vi2 vic
1
2
-VEE
比较输入:是指在两个输入端加上 幅度(或极性)不相同的信号。
(1)直接耦合的共射电路(Rb ,Rs)
vo = Avd(vi1 vi2)
+
Rb
vi1 + v-i1 -
TT1 1 iEi1E1
TT2 2 iiEE22
iEiE RRe e
--VVEEEE
+
vi2Rb
+ - vi2
vo = vo1 vo2 = Av1vi1 Av2vi2
AV1 = AV2 （对管）
vo1 RL
vid
- vid
2
虚短 2
(3) 单端输入双端输出差模电压放大倍数
从图中看出，
vid
= vic
=
vi1 2
Av d
vo vid
-
(Rc
//
RL 2
)
vi1 2 vi1
rbe
2
RL 2
vi1 2
虚短 - vi1
2
(4) 单端输入单端输出差模电压放大倍数
从图中看出，
vid
= vic
=
vi1 2
= vo vid
= vo vi1 - vi2
输出电阻 Ro
(1) 双端输入双端输出差模电压放大倍数
纯差模输入时，流过电流源（或
Re）的动态电流大小相等方向相 反，其和为0，所以其上的动态 压降也为0。这时的电流源（或 Re）相当于虚短或虚断。
《差分放大电路》PPT课件【2024版】
2024/11/9
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(4)共模抑制比
对于差模信号，我们要求放大倍数尽量地大； 对于共模信 号，我们希望放大倍数尽量地小。实际电路中，差动式放大电路 不可能做到绝对对称，这时Uo≠0，Ac≠0，即共模输出电压不等于 零。共模电压放大倍数不等于零，为了全面衡量一个差分放大器 放大差模信号、抑制共模信号的能力，引入共模抑制比。
理想情况下，没有
温漂。
静态时 ui1 = ui2 =0 ，由于电路的对称性 IC1 = IC2 ,UC1 = UC2 , uo= UC1 - UC2 = 0
当温度变化时：IC1 = IC2 , uC1 = uC2
uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0
2024/11/9
(3)比较输入
两个输入信号电压的大小和相对极性是任意的，既非共模，
又非差模。比较输入在自动控制系统中是较常见的。
结论：任意输入的信号: ui1 , ui2 ，都可分解成 一对差模分量和共模分量的组合。
差模分量:
uid
ui1
ui2 2
共模分量:
uic
ui1
ui2 2
例: ui1 = 20 mV , ui2 = 10 mV
差分放大电路
2024/11/9
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重点:
l 直接耦合放大电路及存在的主要问题 l 典型差分放大电路的工作原理 l 掌握差分电路的分析,会求静态工作点、 差模电压放大倍数、差模输入电阻、输出 电阻。
2024/下一页
§1 差分放大电路
（a） 单端输出
（b）双端输出
2024/11/9
经典OCL差分功放电路图解
经典OCL差分功放电路图解下图是一个非常经典的OCL差分功放电路，通过这个电路我们来详细分析OCL差分功放各元器件的作用。
看到这个电路图，可能一些刚入门的朋友会有点蒙。
不用怕，现在开始带大家一起来分析这个电路。
方式是从简到难，从框架到细节这样的顺序来讲解电路，先讲框架，然后逐渐加添加电路细节，所以大家要跟上思路。
（一）第一步，尽可能的抽象这个电路图，会等效成什么样子那？（图1 OCL等效电路）对，就是上面这个电路，整个OCL电路可以等效为一个大功率的运放，加上几个电阻电容构成了一个同向放大器，就是这么简单。
为了便于理解，我把等效电路中电阻电容的编号也跟原图中对应起来了，大家看出区别和联系来了吗？所以整个功放的增益怎么算？截止频率怎么算？是不是很简单？什么，你不懂运放？来来来，打开电脑，打开浏览器，调出收狗输入法，输入“清华大学模拟电子技术基础”，先从头看一遍。
如果上面的等效电路你能够看明白，那么这个OCL电路你也就弄明白了，当然，除了一点具体的实现细节还需要跟你讲解一下。
来来来，我们一步步还原上面的完整电路。
（二）实际的运放功率不够大怎么办？你首先想到的是什么？没错，后级加上大功率三极管。
看下图。
（图2 使用图腾柱提高输出功率）如上图，在运放的后级加上一级图腾柱来提高功放的输出功率，什么，你问我为啥后面的两个三极管Q1，Q2叫做图腾柱？呵呵，鬼知道，可能是因为图腾象征着力量吧，这两个三极管给了你力量咯。
眼尖的小伙伴开始抱怨了，亲，你这个电路不科学啊，后面图腾柱的两个基极直接接在一起会有交越失真的幺。
确实会存在交越失真，我们要保证两个三极管时刻处于导通状态，怎么办呐？当然是给两个三极管都提供一个维持导通的偏执电压喽。
看下图。
（三）消除大功率三极管的交越失真（图3 通过添加偏置电压，消除功率三极管的交越失真）这个时候又有人开始吐槽了，加偏置电压我懂，但是为啥加了个三极管Q3来提供偏置那？哈哈，这就要说道这个传说中的倍压电路了。
差分放大电路
北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计
7
差分放大器总特点
优点
抗干扰能力强，电压摆幅大，偏置电路简 单，高线性度等 和单端电路相比，差分电路规模加倍
与所获得的高性能相比，这个不算做缺点
北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计
8
本讲
差分放大器简介 简单差分放大器 基本差分对放大器
北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 27
用叠加法求全差分时的差模增益
从小信号角度入手，计算 小信号差分增益 问题1： 在电路完全对称、直流 偏置电压相同的情况 下，差分输入端施加两 个彼此独立的信号Vin1 和Vin2，计算（Vout1Vout2）/ （Vin1-Vin2） 思路： 用叠加法计算。先分别计算Vin1和Vin2与Vout1-Vout2的函 数关系
北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计
5
抗干扰能力
时钟线上的干扰会影响 共模电平，但不影响差 分输出
北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计
6
增大电压摆幅
共源级
Vout ,min = Vov，Vout ,max = VDD，Vout , swing = VDD − Vov
差分放大级
W L − Δ V in
2
ΔID
W 1 = Δ V in μ n C OX L 2
4 I SS
4 I SS
μ n C OX
2
W 1 G m = μ n C OX L 2
μ n C OX
W L
− 2 Δ Vin − Δ Vin
4 I SS
2
μ n C OX
W L
北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计
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RL 2
RB VT 1
VT2
RB
u od Au d uid
RL RC / / 2uo1 2 2ui1 Rb rbe
Ri 2( RB rbe )
Ro 2 Rc
Rc
RB
uO1
T1
uO2
R L /2
Rc
RB
T
双入双出差分电路的差模电压放大倍
ui1
R L /2
ui2 输出电阻是半边单管电路的两倍。
RB + ui2 –
U CEQ VCC VEE I CQ ( RC 2 RE )
I EQ
VEE 2 RE
选合适的VEE和RE 就可得合适的Q
典型差分放大电路及其分析
（2）动态分析—— 差模输入
ui1 ui 2
+VCC RC RB + ui1 – T1 + uo –
RL
RC
Rc Rc + RB VT 1 对于每一边电 路，RE=? RE
VT2
ui1
ui2 RB
RC RC uoc1 Auc1 = uic RB rbe (1 )2 RE 2 RE
uoc Auc1uic1 Auc 2uic 2
电路完全对称 uoc Auc 0 uoc 0 uic K CMR 电路不完全对称 uoc Auc 0 2 RE RC uic
数相当于半边单管电路增益。其差模输入、
典型差分放大电路及其分析
共模输入
ui1 ui 2
+VCC RC + uo – T1
RL
RC
Rc RB ui1 RB VT 1 RE +
Rc ui2
VT2
RB + ui1 – + –
T2 RE –VEE
RB
uiC
共模输入交流通路
典型差分放大电路分析
半电路的共模电压放大倍数为：
RB
ui2
+ ui2 –
ie1=ie2 iRe=2ie
Re对共模信号具有负反馈作用，降低共模放大倍数，抑制共模信号
典型差分放大电路及其分析
+VCC RC RB ui1 + ui1 – ie2 – RC + uo1 uo2 T2 T1 ie1 RE –VEE ui2
差模信号输入响应： ui1= -ui2
Rc RB + ui2 – ui1 RB VT 1
+
uo
RL 2
Rc ui2
VT2
T2 RE –VEE
RL 2
RB
双端输入双端输出
差模输入交流通路
典型差分放大电路及其分析
差模输入动态指标
Rc ui1 + uo
RL 2
Rc
uod uo1 uo 2 2uo1
ui2
uid ui1 ui 2 2ui1
RB + ui2 –
ie1= -ie2 iRe=0
Re对差模信号无反馈，不影响差模放大倍数
典型差分放大电路及其分析
（1） 静态分析
+VCC RC RB + ui1 – – RC + uo1 uo2 T2 T1 RE –VEE
I BQ
VEE U BEQ RB 2(1 ) RE
ห้องสมุดไป่ตู้
I CQ I BQ
RB + ui2 –
信号动态工作范围。 （2）保证差分管导通，可以输出 正负两个方向的信号。
（3）为IB1、IB2提供偏置电流。
长尾差分放大电路
典型差分放大电路及其分析
+VCC RC RB + ui1 – ui1 ie1 – RC + uo1 uo2 T2 T1 ie2 RE –VEE
共模信号输入响应： ui1=ui2
典型差分放大电路及其分析
典型差分放大电路及其分析
RB2 RC RB1 + ui1 – +VCC – + uo1 uo2 RC RB2 RB1 + ui2 –
T1
T2
★ 各个管子本身的零漂并未受到抑制 ★ 两侧在大信号范围内作到完全抵消很困难
典型差分放大电路及其分析
+VCC RB2 RC RB1 + ui1 – T1 – + uo1 uo2 RC T2 RB2 RB1
Rc
RB
uoc1
T1
uoc2
T2
Rc
RB 2RE
uic
2RE
uic
典型差分放大电路及其分析
+VCC RC RB + ui1 – – RC + uo1 uo2 T2 T1 RE –VEE 对称性 RB + ui2 – 负反馈
1. 2. 3. 4.
抑制零点漂移； 抑制共模信号； 放大差模信号； 提高电路共模抑制比；
Re的负反馈作用：
IC1
+ ui2
–
IC1 T(℃) IC2 IC2
IE URE
UBE1 UBE2
IB1 IB2
Re
抑制了每只差分管的零漂
典型差分放大电路及其分析
+VCC RC RB + ui1 – 长尾电阻 – RC + uo1 uo2 T2 T1 RE –VEE
负电源的作用： （1）补偿Re上的直流压降，保证