一：差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)

1.用三端器件組成的差分式放大電路

圖6.2.1是用兩個(gè)特性相同的三段期間、所組成的差分式放大電路，并在兩器件下端公共接點(diǎn)e處連接電流源。兩器件的輸入端、分別接入信號(hào)電壓、，兩輸出端、分別連接兩只等值的電阻和。電路則由兩個(gè)電源和供電。由于電流源具有恒流特性，并帶有高阻值的動(dòng)態(tài)輸出電阻，因而電路具有穩(wěn)定的直流偏置和很強(qiáng)的抑制共模信號(hào)的能力。

如6.2.1用三端器件組成的差分式放大電路

2.差模信號(hào)和共模信號(hào)

（1）如、是BJT器件，由圖6.2.1可以看到有兩種電流信號(hào)，一種是從端到端的差模輸入電流信號(hào)，另一種是從兩管的和端流入電流源的共模輸入電流信號(hào)。

（2）實(shí)際上，電流信號(hào)是由輸入電壓信號(hào)產(chǎn)生的，因此差模信號(hào)和共模信號(hào)一般是用電壓信號(hào)來描述的。

（3）輸入電壓和之差稱為差模電壓，用下式來定義：

=-

兩輸入電壓的算術(shù)平均值稱為共模電壓，定義為：

=

（4）用差模和共模電壓表示兩輸入電壓時(shí)，有

=+=-

由上面二式可知，兩輸入端的共模信號(hào)的大小相等，極性是相同的，而兩輸入端的差模電壓+和-的大小相等，極性則是相反的。

（5）類似地，對(duì)于兩管的差模輸出電壓和共模輸出電壓可由下兩式表達(dá)：

=-=

式中單管的輸出電壓分別為

=+=-

（6）通常，要求設(shè)計(jì)出這樣一種放大器，當(dāng)它放大差模電壓信號(hào)時(shí)就有較高的電壓增益，而對(duì)于共模電壓信號(hào)則顯現(xiàn)出低得多的電壓增益。在差模信號(hào)和共模信號(hào)同時(shí)存在的情況下，對(duì)于線性放大電路來說，可借助疊加原理來求出總的輸出電壓，即

=+

式中=/為差模電壓增益；=/為共模電壓增益。

二：射極耦合差分式放大電路

1、基本電路

在圖6.1.1中，如選用兩只特性全同的JBT和,則可得如圖6.2.2所示的射極耦合差分式放大電路。因兩管射極連接在一起，并共同與一電流源相連。以便于直接傳遞信息而得名。電路參數(shù)對(duì)稱，即==。電路由兩個(gè)電源+和-供電。由于該電路有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，因而稱為雙端輸入雙端輸出電路。

圖6.2.2射極耦合差分式放大電路

2、工作原理

（1）靜態(tài)分析

當(dāng)沒有輸入信號(hào)電壓，即==0時(shí)，由于電路完全對(duì)稱，==，==0.7V，這時(shí)===/2，==，

==-+0.7V，=-。由此可知，輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)也為零。

（2）動(dòng)態(tài)分析

輸入信號(hào)為差模信號(hào)

當(dāng)在電路的兩個(gè)輸入端各加一個(gè)大小相等，極性相反的信號(hào)電壓，即=-=/2時(shí)，一管電流增加，另一管電流則減小，所以差模輸出信號(hào)電壓=-≠0，即在兩輸出端間有信號(hào)電壓輸出。=-就是前面介紹過的差模信號(hào)。這種輸入方式稱為差模輸入。

輸入信號(hào)為共模信號(hào)

在差分式放大電路中，無(wú)論是溫度變化，還是電源電壓的波動(dòng)都會(huì)引起兩管集電極電流以及相應(yīng)的集電極電壓相同的變化，其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號(hào)。兩個(gè)輸出端的共模電壓相同，即==。雙端輸出時(shí)的輸出電壓=-=0。

輸入信號(hào)為差模信號(hào)和共模信號(hào)的疊加

當(dāng)輸入信號(hào)電壓=+，=-時(shí)，輸出電壓=+，=-，在雙端輸出時(shí)，=-=，即雙端輸出差分電路只放大差模信號(hào)，而抑制共模信號(hào)。

根據(jù)這一原理，差分式放大電路可以用來抑制溫度等外界因素的變化對(duì)電路性能的影響。由于這個(gè)緣故。差分式放大電路常用來作為多級(jí)直接耦合放大器的輸入級(jí)，它對(duì)共模信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。以改善整個(gè)電路性能。

3.主要技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算

（1）差模電壓增益

雙端輸入、雙端輸出的差模電壓增益

（a）

在圖6.2.2所示的電路中，若輸入為差模方式，即=-=，則因一管的電流增加，兩一管的電流減小，在電路完全對(duì)稱的條件下，的增加量等于的減少量，所以流過電流源的電流不變，=0，故交流通路如圖6.2.3a所示。由圖可知、過程對(duì)稱的共射電路，為便于分析刻畫出對(duì)差模信號(hào)的半邊小信號(hào)等效電路，如圖6.2.3b所示。當(dāng)從兩管集電極作雙端輸出，未接時(shí)其差模電壓增益與單管共射極放大電路的電壓增益相同，即

====-

當(dāng)集電極和兩點(diǎn)間接入負(fù)載電阻時(shí)

=-。其中=‖。這是因?yàn)檩斎氩钅Ｐ盘?hào)時(shí)，和點(diǎn)的點(diǎn)位向相反的方向變化，一邊增量為正，另一邊增量為負(fù)，并且大小相等，可見負(fù)載電阻的中點(diǎn)是交流地典韋，所以在差分輸入的半邊等效電路中，負(fù)載電阻式/2。

綜上分析可知，在電路完全對(duì)稱、雙輸入、雙輸出的情況下，圖6.2.2的電路與單邊電路的電壓增益相等。可見該電路是用成倍的元件以換取抑制共模信號(hào)的能力。