什么是差分放大電路

　　差分放大電路利用電路參數的對稱性和負反饋作用，有效地穩定靜態工作點，以放大差模信號抑制共模信號為顯著特征，廣泛應用于直接耦合電路和測量電路的輸入級。但是差分放大電路結構復雜、分析繁瑣，特別是其對差模輸入和共模輸入信號有不同的分析方法，難以理解，因而一直是模擬電子技術中的難點。差分放大電路：按輸入輸出方式分：有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出四種類型。按共模負反饋的形式分：有典型電路和射極帶恒流源的電路兩種。

　　（a）射極偏置差放 （b）電流源偏置差放

　　差放有兩個輸入端子和兩個輸出端子，因此信號的輸入和輸出均有雙端和單端兩種方式。雙端輸入時，信號同時加到兩輸入端；單端輸入時，信號加到一個輸入端與地之間，另一個輸入端接地。雙端輸出時，信號取于兩輸出端之間；單端輸出時，信號取于一個輸出端到地之間。因此，差分放大電路有雙端輸入雙端輸出、單端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入單端輸出四種應用方式。上面兩個電路均為雙端輸入雙端輸出方式。

　　（a） 電阻Re是T1和T2兩管的公共射極電阻，或稱射極耦合電阻，它實際上就是在工作點穩定電路中植入的射極電阻，只是此處將兩個電阻的射極電阻合并成一個Re，所以經它的作用是穩定靜態工作點，對零漂做進一步的抑制。電阻Re常用等效內阻極大的恒流源I0來代替，以便更有效地提高抑制零漂的作用。負電源- 用來補償射極電阻Re兩端的直流壓降，以避免采用電壓過高的單一正電源+ ，并可擴大輸出電壓范圍，使兩基極的靜態電位為零，基極電阻Rb通常為外接元件，也可不用，其作用是限制基極靜態電流并提高輸入電阻。

　　基本狀態

? ? ? ? 差放的外信號輸入分差模和共模兩種基本輸入狀態。當外信號加到兩輸入端子之間，使兩個輸入信號Vi1、Vi2的大小相等、極性相反時，稱為差模輸入狀態。此時，外輸入信號稱為差模輸入信號，以Vid表示，且有：

　　當外信號加到兩輸入端子與地之間，使Vi1、Vi2大小相等、極性相同時，稱為共模輸入狀態，此時的外輸入信號稱為共模輸入信號，以Vic表示，且 ：

　　當輸入信號使Vi1、Vi2的大小不對稱時，輸入信號可以看成是由差模信號Vid和共模信號Vic兩部分組成，其中動態時分差模輸入和共模輸入兩種狀態。

　　（1）對差模輸入信號的放大作用

　　當差模信號Vid輸入（共模信號Vic=0）時，差放兩輸入端信號大小相等、極性相反，即Vi1=－Vi2=Vid/2，因此差動對管電流增量的大小相等、極性相反，導致兩輸出端對地的電壓增量， 即差模輸出電壓Vod1、Vod2大小相等、極性相反，此時雙端輸出電壓Vo=Vod1－Vod2=2Vod1=Vod，可見，差放能有效地放大差模輸入信號。

　　要注意的是：差放公共射極的動態電阻Rem對差模信號不起（負反饋）作用。

　　（2）對共模輸入信號的抑制作用

　　當共模信號Vic輸入（差模信號Vid=0）時，差放兩輸入端信號大小相等、極性相同，即Vi1=vI2=Vic，因此差動對管電流增量的大小相等、極性相同，導致兩輸出端對地的電壓增量， 即差模輸出電壓Voc1、Voc2大小相等、極性相同，此時雙端輸出電壓Vo=Voc1－Voc2=0，可見，差放對共模輸入信號具有很強的抑制能力。

　　此外，在電路對稱的條件下，差放具有很強的抑制零點漂移及抑制噪聲與干擾的能力。

　　差分放大電路單端輸出和雙端輸出區別

　　1、接法是這樣，但放大對象不一樣。雙端輸入，放大的是兩個輸入端之間的差值。單端輸入的兩個輸入端其中一個是接地的，如果簡單的把這個接地端接到差分放大電路的另外一個輸入端，這種電路實質上還是單端輸入。

　　雙端輸入和單端輸入真正的差別在于：雙端輸入時完全是差模信號，而單端輸入時，則伴隨著共模信號的輸入，這個特點也可以用于區分單端輸入和雙端輸入。

　　2、單端輸入差分電路與原先單端電路的功能是一致的，只是對抗共模干擾、溫度漂移的能力得到很大加強。

　　差分放大電路中單端輸出是對地輸出，是不平衡輸出，而雙端輸出的輸出端可以浮地，這時可構成平衡輸出。還有就是雙端輸出的浮地阻抗比單端輸出大一倍。

　　差分放大電路單端輸出和雙端輸出的應用

　　1.雙端輸入單端輸出電路

　　電路如右圖所示，為雙端輸入、單端輸出差分放大電路。由于電路參數不對稱，影響了靜態工作點和動態參數。

　　直流分析：

　　畫出其直流通路如右下圖所示，圖中 和 是利用戴維寧定理進行變換得出的等效電源和電阻，其表達式分別為：

　　交流分析：

　　在差模信號作用時，負載電阻僅取得T1管集電極電位的變化量，所以與雙端輸出電路相比，其差模放大倍數的數值減小。

　　如右下圖所示為差模信號的等效電路。在差模信號作用時，由于T1管與T2管中電流大小相等方向相反，所以發射極相當于接地。

　　輸出電壓

　　一半。如果輸入差模信號極性不變，而輸出信號取自T2管的集電極，則輸出與輸入同相。當輸入共模信號時，由于兩邊電路的輸入信號大小相等極性相同。與輸出電壓相關的T1管一邊電路對共模信號的等效電路如下

　　可見，單端輸入電路與雙端輸入電路的區別在于：差模信號輸入的同時，伴隨著共模信號輸入。

　　輸出電壓

　　靜態工作點以及動態參數的分析完全與雙端輸入、雙端輸出相同。

　　3.單端輸入、單端輸出電路

　　如右圖所示為單端輸入、單端輸出電路，該電路對靜態工作點、差模增益、共模增益、輸入與輸出電阻的分析與單端輸出電路相同。對輸入信號的作用分析與單端輸入電路相同。