差分电路中的输入形式

差分电路中的输入形式

差分电路是模拟电路的基础。深入理解差分电路的输入特性对进一步学习相关理论非常重要。有四种输出方式。通常只能看到双重输入。在这种情况下，电路分析是严格而详细的，其他三种情况只是给出相关结论。为了分析这些两者之间的对应关系，有必要考虑它。1差模信号的输入电阻和输出特性差分电路按其输入输出方式可分为4种情况:双端输入双端输出;双端输入单端输出;单端输入双端输出;单端输入单端输出.其输入电阻和输出特性可归结为以下3点:(1)输入电阻与输入输出方式无关,皆为(2)双端输出时差模信号的电压增益与输入方式无关,其值为(3)单端输出时差模信号的电压增益与输入方式无关,其值为以上3点都是对差模信号而言的,差模信号的输出结果与输入方式无关正是本文关注的焦点.2vc1直流电位的确定双端输入两种情形中的差模增益相似,输入电阻相同,但单端输出时却会引起工作点的变化,输出管集电极的直流电位值应按照以下方法计算.由单边输入回路可计算出静态时基极电流和流过集电极负载RC1的电流值IC1,当单端输出时,由于RL的介入必然会引起VC1直流电位的变化,实际上它相当于在RC1中增加了一个流过负载RL的电流x,如图1所示,x将满足下面的关系式:此时T1集电极电位将变为:RL·x3单段输入的双段输出与双段输入的双段输出相同单端输入与双端输入之间的等效是认识差分电路的难点,下面分别从不同的角度对其进行等效分析:(1)t1、t1发射极电位的变化对交通流量的影响二极管正向导通时可将其视为一个理想的稳压二极管,稳压值为正向压降,如图2所示.当给T1基极加入vi时,由于VBE值一定,T1发射极必将有相同的电位提升vi,对于T2而言,发射极电位的升高就相当于在其基极加了一个负的vi集电极电流就要作相应地减小,这样就相当于交流电流自下而上,T2的集电极将有一个正极性交流输出电压v02,v01与v02大小相等、极性相反,双端输出时输出电压正好是单端输出时的2倍.因此,单端输入与双端输入具有相同的效果.(2)信号等效输入电路思维定势往往会导致认识上的困惑.分析差分电路通常采用等效分解的方法进行,这样对于分析双端输入双端输出电路时方便简捷,但是当以同样的方法关注单端输入电路时则会造成错觉.单端输入时,整体电路的交流等效输入回路如图3所示,可以看出,流过二差分管发射极电流的大小相等、方向相反,其数值为:z可想而知,T1集电极交流输出极性为负,其大小为:则电路中的差模信号电压放大倍数为:(3)电流源至双端差分电路中的RE阻值通常很大,它构成了电流串联负反馈,电流负反馈具有稳定输出电流的功效,即两个差分管电流之和稳定,因此可以将RE及VEE等效为一个电流源.实际上,模拟集成电路中也正是用电流源来替代上述元器件的.既然二差分管的发射极为一个电流源,这样就不难理解单端输入与双端输入之间的等效性.在差分管T1的基极加上输入信号vi后,T1中就产生了基极电流ib1和集电极电流ic1,二电流都将流过T1的发射极进入电流源I0,电流源中电流值I0,是不变的,T1电流的注入必然会导致流过T2发射极电流值的减小,如图4所示,这样就造成了T1输出为负,T2输出为正的局面.单端输入等效为双端输入的情形.(4)差分信号的输出与双端差模信号的区别单端输入对应的输出结果具有一定的隐蔽性,这主要是因为单端输入时不可避免地引入了共模信号的缘故.此时只要将输入信号进行一下等效代换,对应的输出结果就直观多了.输入信号是加在T1基极的vi,将其分解为两个相等的部分vi/2,如图5所示.T2的基极没有信号输入,可将其等效为加了两个极性相反数值皆为vi/2的电压信号.共模信号在集电极造成的影响在双端输出时相互抵消了.不难看出,二输入端下面的两个输入信号具有大小相等、极性相同的特点,二者构成了共模信号,双端输出时其效果为零.差模信号与双端输入时相同.二输入端上方的两个信号构成了差模信号,左正右负,这与双端差模输入时的情形完全一样.因此,单端输入与双端输入时的输出结果相同.通过以上4种不同方法的分