差分放大电路

差分放大电路特点：抑制零漂，通常在多级放大电路的第一级。6.1差分放大电路中的电流源

电流源是提供恒定电流的电子线路，在模拟集成电路中，广泛的使用电流源为放大器提供稳定的偏置电路或作为放大电路的有源负载。

在集成电路中可以起到较大电阻的作用

电路如图所示，设T1、T2的参数完全相同。即

UBE1=UBE2,E1=E2,CEO1=CEO2,C1=C2,1=2，

镜像电流源电路适用于较大工作电流(毫安数量级)的场合，若需减小C2的值，必要求R的值很大，而这在集成电路中难以实现。因此需要研究改进型的电流源。1.镜像电流源

当较大时，B

可以忽略，所以C2

近似等于基准电流REF,

2.微电流源在T2的射极电路接入电阻Re2,当基准电流REF一定时,C2可确定如下：

利用两管基-射极电压差UBE可以控制输出电流C2。由于UBE的数值小,故用阻值不大的Re2即可获得微小的工作电流由于T1对T2有温度补偿作用，所以C2的温度稳定性较好。

由于电流源具有直流电阻小而交流电阻很大的特点，在模拟集成电路中，广泛的把它作为负载使用，称为有源负载。

如图所示电流源作为集电极负载。电流C2=C1等于基准电流C3(REF)。同时，电流源常用作射极负载。IC23.电流源用作有源负载6.2差分式放大电路直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE2零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。一、零点漂移现象即ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。差分放大电路的工作情况

电路结构对称，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。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大原理电路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2两个输入、两个输出两管静态工作点相同二、差分放大电路uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0静态时，ui1

=

ui2

=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）

对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2VC1VC21.零点漂移的抑制2.有信号输入时的工作情况

两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。(1)共模信号

ui1=ui2

大小相等、极性相同

差动电路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。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+–ui1ui2++––T2共模信号需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T22.有信号输入时的工作情况两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2)差模信号

ui1=–ui2

大小相等、极性相反uo=(VC)－(-VC)=2VC即对差模信号有放大能力。+–+–+–+–+–+–差模信号是有用信号(3)比较输入

ui1、ui2大小和极性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信号差模信号

放大器只放大两个输入信号的差值信号。(3)比较输入

ui1、ui2大小和极性是任意的。

这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。

共模信号为：差模信号为：（4）差分放大电路的输入输出形式1.双端输入、双端输出（双入双出）

2.双端输入、单端输出（双入单出）

3.单端输入、双端输出（单入双出）

4.单端输入、单端输出（单入单出）

其中3.4的动态计算与1.2相同差分放大器共有四种输入输出方式:

差模电压增益共模电压增益差模输入电阻输出电阻主要讨论的问题有：

如图所示，它由两个特性相同的晶体管，T1、T2组成对称电路，电路参数也对称，

即

RC1=RC2=RC三、基本差分式放大电路

1.工作原理

(1)静态分析当没有输入信号电压时，输出信号电压Uo也为0。

(2)动态分析当在电路两个输入端各加一个大小相等、极性相反的信号电压时，一管电流将增加，另一管电流则减小，所以输出信号电压不为0，输出端间有信号电压输出。这种输入方式称为差模输入。2.主要技术指标的计算

(1)差模电压增益

a.双端输入双端输出

当集电极c1、c2两点间接入负载电阻RL时,

综上分析可知，在电路完全对称、双端输入、双端输出的情况下，基本差分式电路与单边电路的电压增益相等。可见，该电路是用成倍的元器件以换取抑制零点漂移的能力。

b.双端输入单端输出如输出电压取自其中一管的集电极(uo1或uo2)，则称为单端输出，其电压增益只有双端输出时的一半，即

(2)共模电压增益

a.双端输出如图所示，当从两管集电极输出时，由于电路的对称性，其输出电压uOC约为0，而

要达到电路完全对称是不易的，即使这样这种电路抑制共模信号的能力也是很强的。

b.单端输出

由上式可知，ro越大，AuC1越小，它抑制共模信号能力越的强。（CommonModeRejectionRatio)

全面衡量差动放