電路的組成
如圖(a)所示,當溫度變化時,集電極電位變化,使輸出電壓變化,若采用直接耦合方式,這種變化會逐級放大,使電路無法正常工作.
采用(b)所示電路,采用電路參數完全相同,管子特性也完全相同的電路,那么兩只管子的集電極靜態電位在溫度變化時也將時時相等,電路以兩只管子集電極電位差作為輸出,就克服了溫度漂移.>
共模信號:對于圖(b)所示電路,當uI1與uI2所加信號為大小相等極性相同的輸入信號時,稱為共模信號.
共模輸入信號的分析:當電路輸入共模信號時,由于電路參數對稱,T1管和T2管所產生的電流
將發射極電阻Re1和Re2合二而一,成為一個電阻Re,如圖(c)所示,則在差模信號作用下Re中的電流變化為零,即Re對差模信號無反饋作用(相當于短路),因此大大提高了對差模信號的放大能力.
為了簡化電路,便于調節Q點,也為了使電源與信號源能夠“共地”,就產生了如圖(d)所示的典型差分放大電路電。
長尾式電路:如圖所示為典型的差分放大電路,由于Re接負載電源-VEE,拖一個尾巴,故稱為長尾式電路。
電路參數理想對稱:Rb1=Rb2=Rb,Rc1=Rc2=Rc;T1管與T2管的特性相同,β1=β2=β,rbe1=rbe2=rbe;Re為公共的發射極電阻。
1.靜態分析
當輸入信號uI1=uI2=0時,電阻Re中的電流等于T1管和T2管的發射極電流之和,即
由于UCQ1=UCQ2,所以uO=UCQ1-UCQ2=0。
2.對共模信號的抑制作用
利用電路參數的對稱性抑制溫度漂移:當電路輸入共模信號時,如下圖所示,基極電流和集電
利用發射極電阻Re對共模信號的抑制:利用Re對共模信號的負反饋作用,Re阻值愈大,負反饋作用愈強,集電極電位的變化愈小,差分放大電路對共模信號的抑制能力愈強。但Re取值不能過大,它受電源電壓VEE的限制。
共模放大倍數Ac:定義為
由于E點電位在差模信號作用下不變,相當于接“地”;又由于負載電阻的中點電位在差模信號作用下也不變,也相當于接“地”,因而RL被分成相等的兩部分,等效電路如圖(b)所示。
差模放大倍數Ad:定義為
由此可見,差分放大電路電壓放大能力只相當于單管共射極放大電路。差分放大電路是以犧牲一只管子的放大倍數為代價,換取了低溫漂的效果。
輸入電阻
共模抑制比KCMR:考察差分放大電路對差模信號的放大能力和對共模信號的抑制能力。
其值愈大,電路性能愈好。在電路參數理想對稱的情況下,KCMR=∞。