基本差分放大電路詳解

差分放大電路

• 一、基本差分放大電路
• 1. 電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
• 2. 零點(diǎn)漂移的抑制
• 3. 靜態(tài)分析
• 4. 差分放大電路的連接方式
• 5. 電路參數(shù)計(jì)算

集成運(yùn)算放大器內(nèi)部其實(shí)是一個(gè)多級(jí)放大電路。由于采用直接精合方式，前級(jí)的溫漂藕合到后級(jí)，會(huì)被逐級(jí)放大。因此，總漂移中前級(jí)的漂移影響最大，所以應(yīng)該著重解決前級(jí)的溫漂問題。目前，抑制零點(diǎn)漂移的主要方法有：

(1)在電路中引入直流負(fù)反饋，例如圖中的Re;

(2)采用溫度補(bǔ)償方法，利用熱敏元件來抵消器件參數(shù)的變化;

(3)采用一對(duì)相同特性的晶體管，使它們的溫漂相互抵消，構(gòu)成“差分放大電路”。由于差分放大電路對(duì)溫漂的抑制作用非常顯著，所以目前集成運(yùn)放的輸入級(jí)幾乎毫無例外的都采用這種電路結(jié)構(gòu)。

一、基本差分放大電路

1. 電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)電路和元件對(duì)稱。 如圖所示，差分放大電路由兩個(gè)完全對(duì)稱的共射放大電路組成。兩個(gè)管子的參數(shù)完全一樣，溫度特性也完全相同，并且發(fā)射極接有公共電阻Ree

(2)雙電源供電。 為了使差分放大電路的兩個(gè)輸入端的靜態(tài)電壓為零，采用正負(fù)電源供電。這樣，電源與信號(hào)源可以“共地”，同時(shí)擴(kuò)大了輸出的動(dòng)態(tài)范圍。

(3)差分放大電路有兩個(gè)輸入端分別為uI1和uI2,兩個(gè)輸出端分別輸出uo1和uo2。

若信號(hào)從兩個(gè)管子的集電極之間輸出，則稱為“雙端輸出”，輸出信號(hào)為uo;若信號(hào)從其中的一個(gè)管子的集電極和地之間輸出，則稱為“單端輸出”。與此相似，若輸入信號(hào)同時(shí)加在兩個(gè)輸入端，則稱為“雙端輸入”;若輸入信號(hào)只加在其中的一個(gè)輸入端，而另一個(gè)輸入端接地，則稱為“單端輸入”

2. 零點(diǎn)漂移的抑制

當(dāng)輸入信號(hào)uI1=uI2=0時(shí)，由于差分放大電路的結(jié)構(gòu)和元件的對(duì)稱性，可知兩個(gè)管子對(duì)應(yīng)各極的電流相同，各極的電位也相同，所以靜態(tài)時(shí)輸出電壓uo=0。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，兩管的集電極電位會(huì)發(fā)生變化，但是由于兩管處于同一環(huán)境溫度下，所以電位變化的極性和大小相同，保證了輸出電壓u。依然為零，這樣就有效克服了零點(diǎn)漂移?？梢?，正是由于差分放大電路利用了電路和元件的“對(duì)稱性”，才得以抑制零點(diǎn)漂移。

3. 靜態(tài)分析

基本差分放大電路的直流通路如圖所示。根據(jù)電路的對(duì)稱性，可令UBEQ1 = UBEQ2 = UBEQ。因?yàn)榛鶚O電流很小，Rb 上的壓降可以忽略，所以發(fā)射極電位 VEQ = -UBEQ

因此，公共電阻Ree上的靜態(tài)電流

由對(duì)稱性可知

兩管的靜態(tài)管壓降均為

4. 差分放大電路的連接方式

單端輸入一雙端輸出

單端輸入一單端輸出

5. 電路參數(shù)計(jì)算

共模放大倍數(shù)：

雙出：

Auc = 0

單出：

經(jīng)典例題：