差动放大电路及其应用场景

如图4-1所示，该电路由两个完全对称的共射单管放大电路组成。它将两个输入信号的差值作为电路的有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差进行放大。这种电路叫做基本差动放大电路。

1.静态分析

静态时，由于u_i1=u_i2≈0，即相当于两输入端短路，则

I_C1=I_C2，V_C1=V_C2

故输出电压为

u_o=u_o1=u_o2=V_C1-V_C2=0

若温度发生变化，静态工作点发生漂移，且变化量相等，即

ΔI_C1=ΔI_C2，ΔV_C1=ΔVC2

u_o=u_o1=u_o2=（V_C1+ΔV_C1）-（V_C2+ΔV_C2）=0

由此可知，基本差动放大电路具有较强的抑制零点漂移的作用。

2.动态分析

（1）输入差模信号 当u_i1=-u_i2时，即两输入信号大小相等、极性相反，输入信号称为差模信号。

因电路具有对称性，此时ΔV_C1=-ΔV_C2，则

u_o=u_o1=u_o2=（V_C1+ΔV_C1）-（V_C2+ΔV_C2）(www.xing528.com)

=（V_C1+ΔV_C1）-（V_C2-ΔV_C1）

=2ΔV_C1

即u_o=2ΔV_C1

（2）输入共模信号 当u_i1=u_i2时，即两输入信号大小相等、极性相同，输入信号称为共模信号。

因电路具有对称性，此时ΔV_C1=ΔV_C2，则

u_o=（V_C1+ΔV_C1）-（V_C2+ΔV_C2）

=（V_C1+ΔV_C1）-（V_C2+ΔV_C1）

=0

即u_o=0

但是，由于电路中两晶体管的基极电阻变化较大，静态工作点是不稳定的。如果给两晶体管引入相同的发射极电阻R_e，则可以解决这一问题，于是出现了典型差动放大电路。

图4-2 典型差动放大电路

如图4-2所示，R_e是晶体管V1和V2的公共发射极电阻，其作用是稳定静态工作点。负电源-V_EE用来补偿电阻R_e两端的直流压降，以避免采用电压过高的单一正电源+V_CC，并扩大输出电压范围，使两基极静态电位为0。