模擬電子電路中差分放大電路的分析 - 模擬電子電路中差分放大電路的分析

　　模擬電子電路中差分放大電路的分析

　　差分放大電路是模擬集成電路的基礎(chǔ)，差分放大電路的引入使得分析基本放大電路的思想進(jìn)行了變革，可以將信號(hào)分解為差模信號(hào)和共模信號(hào)分別進(jìn)行討論，得到的結(jié)論簡(jiǎn)單明確。在實(shí)際的應(yīng)用中，差分放大電路有四種輸人輸出方式，通常能見(jiàn)到的僅僅是雙端輸人情形，此情形中電路分析嚴(yán)謹(jǐn)而詳盡，而對(duì)于其它3 種情形只是給出了相應(yīng)的結(jié)論，若要分析清楚它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系則需要進(jìn)行一番思考。本文對(duì)單端輸入單端輸出的差分放大電路進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)而詳盡的討論。

　　 差分放大電路的輸入輸出方式

　　差分電路按其輸人輸出方式可分為4種情況：雙端輸入雙端輸出; 雙端輸入單端輸出; 單端輸入雙端輸出; 單端輸入單端輸出。分別對(duì)應(yīng)的電路為圖1的（a）、（b）、（c）、（d）;

　　對(duì)于不同的輸入和輸出，可歸結(jié)為以下3 點(diǎn)：

　　（1）對(duì)于差模輸入電阻和共模輸入電阻的大小，與輸人輸出方式無(wú)關(guān);

　?。?）差模信號(hào)的電壓增益、共模信號(hào)的電壓增益與輸人方式無(wú)關(guān)，只和輸出方式有關(guān);

　?。?）差模信號(hào)為輸入的信號(hào)之差，共模信號(hào)為輸入的信號(hào)的平均值，而單端輸入是雙端輸入的一個(gè)特例，即其中的一個(gè)信號(hào)為0。

　 ? ? 單端輸入單端輸出差分放大電路的分析

　　單端輸入單端輸出差分放大電路如圖1（d）所示，我們對(duì)電路進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。

　　1.靜態(tài)分析

　　單端輸出時(shí)會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化。

　　其中輸出電流沒(méi)有變化，

　　輸出的電壓值Ueg會(huì)發(fā)生改變。E點(diǎn)的電位為-Ubeq，C1點(diǎn)的電位為Vcc-IcqRc，C2點(diǎn)的電位比較復(fù)雜，需要列方程求解：

　　2、動(dòng)態(tài)分析

　　雙端輸入和單端輸入不會(huì)影響差模放大倍數(shù)和共模放大倍數(shù)，只會(huì)影響差模信號(hào)和共模信號(hào)。對(duì)于單端輸出，直接影響差模放大倍數(shù)和共模放大倍數(shù)，當(dāng)差模信號(hào)輸入時(shí)，流過(guò)Re的電流值不變，交流通路為圖3（a） （un =-u12 ），可以計(jì)算出差模放大倍數(shù)為：

　　當(dāng)共模信號(hào)輸入時(shí)，流過(guò)Rg的電流值為變化的發(fā)射極電流的兩倍，交流通路等效為圖3b）（un =u12），可以計(jì)算出共模放大倍數(shù)為：

　　則單端輸入時(shí)，輸出電壓為U0=Aw2U1+Aw2 U1/2.。當(dāng)Re很大時(shí)，U0=Aw2Ui

　　3、用基本放大電路的分析方法分析

　　如果不分別考慮輸入信號(hào)是差模信號(hào)和共模信號(hào)，我們仔細(xì)觀察圖1（d），如果把單端輸入單端輸出差分電路當(dāng)著多級(jí)放大電路來(lái)分析，可以發(fā)現(xiàn)這是共集一共基的多級(jí)放大電路。交流通路如圖4所示：