模電線性部分差分放大器

差分放大器具有抑制零點(diǎn)漂移的作用，廣泛用于集成電路的輸入級(jí)，是另一類基本放大器。4.4差分放大器4.4.1電路結(jié)構(gòu)由兩完全對(duì)稱的共發(fā)電路，經(jīng)射極電阻REE耦合而成。T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RLT1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL采用正負(fù)雙電源供電：VCC=|VEE|。具有兩種輸出方式：雙端輸出、單端輸出。T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL因電路采用正負(fù)雙電源供電，則VBQ1=

VBQ20

估算電路Q點(diǎn)T1VCCREEVEERCRCT2IEEICQ1ICQ2令vi1=vi2=0，畫出電路直流通路。因此

差模信號(hào)和共模信號(hào)4.4.2電路性能特點(diǎn)

差模信號(hào)：指大小相等、極性相反的信號(hào)。表示為

vi1=-vi2=vid/2差模輸入電壓vid=vi1-

vi2

共模信號(hào)：指大小相等、極性相同的信號(hào)。表示為

vi1=vi2=vic共模輸入電壓vic=(vi1+vi2)/2

任意信號(hào)：均可分解為一對(duì)差模信號(hào)與一對(duì)共模信號(hào)之代數(shù)和。

vi1=vic+vid/2vi2=vic-

vid/2即

差放半電路分析法

因電路兩邊完全對(duì)稱，因此差放分析的關(guān)鍵，就是如何在差模輸入與共模輸入時(shí)，分別畫出半電路交流通路。在此基礎(chǔ)上分析電路各項(xiàng)性能指標(biāo)。分析步驟：

差模分析畫半電路差模交流通路計(jì)算Avd、Rid、Rod

共模分析畫半電路共模交流通路計(jì)算Avc、KCMR、Ric

根據(jù)需要計(jì)算輸出電壓

雙端輸出：

計(jì)算vo單端輸出：

計(jì)算vo1、

vo2

差模性能分析T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL

雙端輸出電路REE對(duì)差模視為短路。iC2=ICQ-

iCiC1=ICQ+iC因IEE=iC1+iC2=2ICQ（不變）故RL中點(diǎn)視為交流地電位，即每管負(fù)載為RL/2。直流電源短路接地。RC+-vod1+-vid1RL2T1半電路差模交流通路1）半電路差模交流通路注意：關(guān)鍵在于對(duì)公共器件的處理。2）差模性能指標(biāo)分析差模輸入電阻差模輸出電阻差模電壓增益注意：電路采用了成倍元件，但電壓增益并沒有得到提高。半電路差模交流通路RC+-vod1+-vid1RL2T1ii

單端輸出電路與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對(duì)RL的處理上。T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL不變減小減小RC+-vod1=

vod+-vid1RLT1ii半電路差模交流通路

共模性能分析T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL

雙端輸出電路每管發(fā)射極接2REE。iC2=ICQ+

iCiC1=ICQ+iC因IEE=iC1+iC2=2ICQ+2iC則RL對(duì)共模視為開路。直流電源短路接地。1）半電路共模交流通路因此REE上的共模電壓：2iCREE因?yàn)榱鬟^RL的共模電流為0。半電路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12REE2）共模性能指標(biāo)分析共模輸入電阻共模輸出電阻共模電壓增益電路特點(diǎn)半電路共模交流通路RC+-voc1+-vic1=vicT12REE雙端輸出電路利用對(duì)稱性抑制共模信號(hào)。利用對(duì)稱性抑制共模信號(hào)（溫漂）原理：

單端輸出電路T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對(duì)RL的處理上。不變半電路共模交流通路

RC+-voc1=voc+-vic1=vicT12REERL單端輸出電路特點(diǎn)

單端輸出電路利用REE的負(fù)反饋?zhàn)饔靡种乒材Ｐ盘?hào)。利用REE抑制共模信號(hào)原理：T1+-+-VCCREEvi1voVEE+-vi2RCRCT2RL

一般射極電阻REE取值較大因此很小。結(jié)論無論電路采用何種輸出方式，差放都具有放大差模信號(hào)、抑制共模信號(hào)的能力。差放性能指標(biāo)—?dú)w納總結(jié)Rid與電路輸入、輸出方式無關(guān)。Rod僅與電路輸出方式有關(guān)。Avd僅與電路輸出方式有關(guān)。Avc僅與電路輸出方式有關(guān)。雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出雙端輸出單端輸出其中其中

共模抑制比

KCMR是用來衡量差分放大器對(duì)共模信號(hào)抑制能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其值越大越好。

定義雙端輸出電路單端輸出電路提高IEE（即增大gm）、增大REE提高KCMR

普通差放存在的問題：

采用恒流源的差分放大器REEKCMR抑制零點(diǎn)漂移能力但I(xiàn)EEQ點(diǎn)降低輸出動(dòng)態(tài)范圍T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2R1R2R3T3很大

雙端輸出時(shí)

單端輸出時(shí)

任意輸入時(shí)，輸出信號(hào)的計(jì)算其中其中

例：圖示電路，已知

=100，vi=20sin