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典型差分放大電路

發(fā)布時(shí)間:2023-10-25
典型差分放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)計(jì)算方法與基本放大電路基本相同。為了使差分放大電路在靜態(tài)時(shí),其輸入端基本上是零電位,將re從接地改為接負(fù)電源-vee,如圖1所示。由于接入負(fù)電源,所以偏置電阻rb可以取消,改為-vee和re提供基極偏置電流。
圖1 典型差分放大電路
1.靜態(tài)分析
基極電流為
?。?)
由ib的計(jì)算式可知,re對(duì)一半差分電路而言,
只有2re 才能獲得相同的電壓降。
2.差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析
圖2 雙端輸入雙端輸出
(1)差模輸入
差分放大電路的差模工作狀態(tài)分為四種:
雙端輸入、雙端輸出(雙-雙),
雙端輸入、單端輸出(雙-單),
單端輸入、雙端輸出(單-雙),
單端輸入、單端輸出(單-單)。
① 差模電壓放大倍數(shù)avd
雙端輸入差分放大電路如圖2所示。負(fù)載電阻接在兩集電極之間,vi接在兩輸入端之間,也可看成vi/2各接在兩輸入端與地之間。
雙端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數(shù):
圖3 雙端輸入單端輸出
這種方式適用于對(duì)稱輸入和對(duì)稱輸出,輸入、輸出均不接地的情況。
雙端輸入、單端輸出差模電壓放大倍數(shù):(如圖3所示)
(3)
雙端輸入單端輸出因只利用了一個(gè)集電極輸出的變化量,所以它的差模電壓放大倍數(shù)是雙端輸出的二分之一。這種方式適用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出信號(hào)。
單端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數(shù):
圖4 單端輸入轉(zhuǎn)換為雙端輸入
單端輸入信號(hào)可以轉(zhuǎn)換為雙端輸入,其轉(zhuǎn)換過(guò)程見(jiàn)圖4。右側(cè)的rs+rbe歸算到發(fā)射極回路的值為(rs+rbe)/(1+β)<<re,故re對(duì)ie分流極小,可忽略,于是有
(4)
這種方式用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成雙端差分信號(hào),可用于輸出負(fù)載不接地的情況。
單端輸入、單端輸出電壓放大倍數(shù):
?。?)
通過(guò)從t1或t2的集電極輸出,可以得到輸出與輸入之間或反相或同相的關(guān)系。從t1的基極輸入信號(hào),從c1輸出,為反相;從c2輸出為同相。
② 差模輸入電阻
不論是單端輸入還是雙端輸入,差模輸入電阻rid是基本放大電路的兩倍。
rid = 2(rs + rbe) (6)
③ 輸出電阻
輸出電阻在單端輸出時(shí),ro = rc (7)
 雙端輸出時(shí),ro = 2rc (8)
(2)共模輸入
例如,溫漂信號(hào)屬共模信號(hào),它對(duì)差分放大電路中ic1和ic2的影響相同。
① 共模放大倍數(shù)avc
共模信號(hào)對(duì)放大電路來(lái)說(shuō)也是變化量,不能視為直流量。計(jì)算共模放大倍數(shù)avc時(shí),圖1中re用2re 等效。共模放大倍數(shù)avc的大小,取決于差分電路的對(duì)稱性,雙端輸出時(shí)可以認(rèn)為等于零。單端輸出時(shí)為
(9)
②共模抑制比
共模抑制比kcmr是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。
 (10) 或(11)
雙端輸出時(shí)kcmr可認(rèn)為等于無(wú)窮大,單端輸出時(shí)共模抑制比。
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