典型差分放大电路

典型差分放大电路的静态和动态计算方法与基本放大电路基本相同。为了使差分放大电路在静态时,其输入端基本上是零电位,将re从接地改为接负电源-vee,如图1所示。由于接入负电源,所以偏置电阻rb可以取消,改为-vee和re提供基极偏置电流。
图1 典型差分放大电路
1.静态分析
基极电流为
 (1)
由ib的计算式可知,re对一半差分电路而言,
只有2re 才能获得相同的电压降。
2.差分放大电路的动态分析
图2 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3 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3所示)
(3)
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4 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4。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
(4)
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:
 (5)
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) (6)
③ 输出电阻
输出电阻在单端输出时,ro = rc (7)
 双端输出时,ro = 2rc (8)
(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1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
(9)
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。
 (10) 或(11)
双端输出时kcmr可认为等于无穷大,单端输出时共模抑制比。