2.4 差分放大电路
图2-36是典型差分放大电路,由两个特性、参数完全相同的单管放大电路组成的一个左右对称电路。输入信号uI1、uI2从两个晶体管的基极输入,称为双端输入;输出信号从两个集电极之间取出,称为双端输出。RE为差动放大电路的公共发射极电阻,用来决定晶体管的静态工作电流和抑制零漂。RC为集电极负载电阻,电路采用UCC、UEE双电源供电。RP是调零电位器,保证零输入时为零输出。
图2-36 典型差分放大电路
差分放大电路一方面靠电路的对称使两个集电极电压产生温度漂移相等,使双端输出的漂移量相互抵消掉。例如温度升高时,IC1和IC2同时增大,导致UC1和UC2同时降低,又因两边电路对称,故两集电极变化量相等,所以uO=uO1-uO2=0,输出电压仍为零,零点漂移因相互补偿而抵消了,并且差分电路两边的对称性越好,对零点漂移抑制的越好。另一方面靠的是电阻RE的双倍(IE=IE1+IE2=2IE1)电流负反馈作用。例如温度升高时,ICQ1和ICQ2同时增大,从而使IE1、IE2、IE增加,UE增大,UBE1、UBE2减小,IC1和IC2均减小,从而使IC1和IC2得到稳定。
加在差分放大电路输入信号是大小相等、方向相反的信号,称为差模信号。由于两管加入的输入电压信号方向相反,流过两管的电流方向也相反,一管电流增加,另一管电流减小,在电路完全对称的情况下,由于流过RE的电流大小相等,方向相反,增加的和减小的相互抵消,流过RE的电流总量不发生变化,如同RE不存在一样,两管集电极的输出电压则一个增加,一个减小,则两管集电极之间有电位差出现。当从两管集电极取电压时,其双端输出差模电压放大倍数表示为
加在差分放大电路输入信号是大小相等、方向相同的信号,称为共模信号。当从两管集电极取电压时,由于电路对称,输出电压为零,则双端输出共模电压放大倍数表示为