1、基本差分放大電路

（1）　基本結(jié)構(gòu)

差分放大電路是由對(duì)稱的兩個(gè)基本放大電路，通過射極公共電阻耦合構(gòu)成的，如圖1所示。

對(duì)稱的含義是兩個(gè)三極管的特性一致，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)相等，具有相同的靜態(tài)工作點(diǎn)。

圖1差動(dòng)放大原理電路

（2） 電路抑制零點(diǎn)漂移

當(dāng)環(huán)境溫度變化引起兩管集電極電流都發(fā)生變化時(shí)，兩管集電極電位亦隨之改變，使每管的輸出都產(chǎn)生了零點(diǎn)漂移。由于電路的對(duì)稱性，兩者的漂移是同向的，即同時(shí)增大或同時(shí)減小，且增量也相等，因此，在輸出端將互相抵消而被完全抑制，使輸出u0維持原值而為零。

（3）三類輸入信號(hào)——共模、差模、任意輸入

共模輸入信號(hào)是指在兩個(gè)輸入端加上幅度相等，極性相同的信號(hào)，即ui1=ui2，uo=0;

差模輸入信號(hào)是指在兩個(gè)輸入端加上幅度相等，極性相反的信號(hào)，即ui1=-ui2，uo=ΔVc1-ΔVc2

差分放大電路僅對(duì)差模信號(hào)具有放大能力，對(duì)共模信號(hào)不予放大。

任意輸入信號(hào)是指在兩個(gè)輸入端加入任意大小和極性的輸入信號(hào)。 任意輸入信號(hào)可以分解為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)的組合。

差放電路的主要技術(shù)指標(biāo)：電壓放大倍數(shù)和共模抑制比。雙端輸出時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)與單管放大時(shí)相等，單端輸出則為單管放大的二分之一;雙端輸出時(shí)，共模電壓放大倍數(shù)，理想情況系下為零，單端輸出時(shí)，共模電壓放大倍數(shù)很小。

差分放大器的輸入阻抗計(jì)算

差分放大器的輸入阻抗可以分三個(gè)：①差模輸入阻抗②共模輸入阻抗③每個(gè)端口的單端輸入阻抗。下面分別對(duì)應(yīng)兩種差分放大器進(jìn)行計(jì)算

一、差分輸入、單端輸出

圖1. 差分輸入、單端輸出放大器

簡(jiǎn)化示意圖如下圖所示：

圖2. 簡(jiǎn)化電路示意圖

①差分輸入阻抗

差分輸入阻抗Rid的定義是輸入端的電壓變化量除以電流變化量即Rid=△v/△i≠v/i 。由上圖可知Zid=Z1+Z2，對(duì)應(yīng)圖1電路，差分輸入阻抗Rid=R1+R2，電阻匹配的情況下有R1=R2，因此有

Rid=2R1

②共模輸入阻抗

共模輸入阻抗的定義為共模電壓源上給測(cè)試信號(hào)v，對(duì)應(yīng)流出電流為i，則Ric=v/i，注意測(cè)試信號(hào)給的位置是在Vc上。由圖2可得Ric=Z1||Z2+Z3，電阻匹配情況下R1=R2，Rf=Rg，因此有：

Ric=½R1+½Rf

以上結(jié)果與佛朗哥《基于運(yùn)算放大器和模擬集成電路的電路設(shè)計(jì)》P.63的結(jié)論是一樣的，下面計(jì)算此書中未提及的每個(gè)端口看進(jìn)去的輸入阻抗。

③單個(gè)端口的輸入阻抗

V2端（同相端）的輸入阻抗Ri2=R2+Rg（顯然）；將V2接地，V1端（反相端）的輸入阻抗Ri1=R1+Rf。注意兩個(gè)端口看進(jìn)去的輸入阻抗是不同的！

二、差分輸入、差分輸出

圖3. 差分輸入、差分輸出放大器

對(duì)于差分輸入、差分輸出的放大器，其差模輸入阻抗和共模輸入阻抗與圖1的計(jì)算方法與計(jì)算結(jié)果都相同，Rid=2Rg，Ric=（Rg+Rf）/2。這種放大器經(jīng)常用于差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，通常將同相端接地，反相端輸入信號(hào)，這就需要計(jì)算從同相端看進(jìn)去的單端口輸入阻抗。將-Din接地，+Din給一個(gè)測(cè)試信號(hào)VT，流入放大器的電流為IT，運(yùn)用虛短、虛斷公式（注意Vout為+½Vo和-½Vo），有：

虛短、虛斷公式

得到輸入阻抗為：

計(jì)算得到的結(jié)果

注意，ADI應(yīng)用手冊(cè)AN-0990中的算結(jié)果：

ADI計(jì)算的結(jié)果

注意這與我計(jì)算的結(jié)果是一樣的，這就是差分輸入、差分輸出放大器的單端輸入阻抗。