1
6.2 差分式放大电路
6 集成电路运算放大器
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
6.3 集成电路运算放大器
6.4 集成电路运算放大器的主要参数
6.5 专用型集成电路运算放大器
6.6 放大电路中的噪声与干扰
*
*
2
多级放大电路
+
–
Vo RL
Io R s I i
+
–
V s
+
–
V i
–
V i1
+
–
V o1
+
放大电路
–
V i2
+
–
V o2
+
放大电路
–
V i3
+
–
V o3
+
放大电路
R o1
–
+
R i1 A
V O 1 V i1
–
V i2
+
R o2
–
V o2
+
–
+
R i2 A
V O 2 V i2
R o3
–
+
R i3 A
V O 3 V i3
输入级 —Ri? 中间放大级 —AV ? 输出级 —Ro ?
共集、共射 共射、共基 共集
第 4章
场效应管
第 6.2节
差分放大电路
2个信号
相减
第 5章
功率放大电路
直接耦合
零漂
Ri? RL特别小
第 6.1节
电流源
第 6章
集成 运算放大器
性能
改善 第 7章
反馈 技术、方法
第 8,9,10章
运算放大器 应用
各种功能电路
3
6.2 差分式放大电路
? 直接耦合放大电路的零点漂移问题
6.2.0 概述
? 差分的基本概念
? 电路组成及工作原理 ? 抑制零点漂移原理
6.2.1 基本差分式放大电路
6.2.2 FET差分式放大电路
6.2.3 差分式放大电路的传输特性
? 主要指标分析计算 ? 几种方式指标比较
*
*
4
1,直接耦合放大电路的零点漂移问题 6.2.0 概述
? 直接耦合放大电路
? 零点漂移问题
可以放大直流信号
V60 oi ??? vv
V71 m V.0 oi ??? vv
4
i
o 10?
?
??
v
vA
V
# 集成运算放大器要采用直接耦合？
零漂,输入短路时, 输出
仍有缓慢变化的电压产生 。
主要原因,温度变化引起, 也称 温漂 。
温漂指标,温度每升高 1度时, 输出漂移电压按电压增益
折算到输入端 的等效输入漂移电压值 。
电源电压波动也是原因之一
没有电容、变压器
5
A1 vi vo
103
A2 vi vo
105
答,
两个放大电路是否都可以放大 0.1mV的信号？
增加了 Re 电压增益
输出漂移电压
均为 200 mV
输出漂移电压
输入端漂移电
压为 0.2 mV
输入端漂移电
压为 0.002 mV
A1不可以,A2可以
6
例如
100,=V1A
若第一级漂了 100 uV,
则输出漂移 1 V。
若第二级也漂
了 100 uV,
则输出漂移 10 mV。
假设
第一级是关键 ！
。 1= 1 0 0,= V3V2 AA
? 减小零漂的措施
用非线性元件进行温度补偿
调制解调方式 。 如, 斩波稳零放大器,
采用 差分式放大电路
漂了 100 uV
漂移
10 mV+100 uV
漂移
1 V+ 10 mV
漂移
1 V+ 10 mV
7
2,差分的基本概念
6.2.0 概述
–
V i
+
–
V o
+
放大电路
差分
放大 +
-
vi1 +
-
vi2
C3 8 50T1 0 0aT1RR ??????? /.)(= 0T
)(= i2i1Vo vvAv ?
iV= vA
-
+
? 差分功能：实现 2个信号相减
i2Vi1V vAvA ??
同相输入端 反相输入端
? 应用背景：电桥测量
V
1 0 V
R - ? R
R + ? R R - ? R
R + ? R
例如铂电阻测温
C1 9 m V /5V222i1 ?????????? RRVVVR RRv
C1 9 m V /5V222i2 ?????????? RRVVVR RRv
???? )( i2i1Vo vvAv实际输出为
+
-
vo
8
2,差分的基本概念
6.2.0 概述
? 差模与共模,
差分
放大 +
-
vi1 +
-
vi2
+
-
vo
+
- vid -
+
i2i1id = vvv ?
差模信号
)(21= i2i1ic vvv ?
共模信号
icVCidVDooo = vAvAvvv ??????
C1 9 m V /5Vi1 ???v
C1 9 m V /5Vi2 ???v
总输出电压
2=
id
ici1
vvv ?
2
vvv id
ici2 = ?
0= icid
o
id
o
VD ??
?
vv
v
v
vA
差模电压增益
0= idic
o
ic
o
VC ??
??
vv
v
v
vA
共模电压增益
共模抑制比 反映抑制零漂能力
VC
VD
C M R = A
AK
例,
? 分析思路：叠加定理
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
ici1 = vv
ici2 = vv
10
6.2.1 基本差分式放大电路
电路组成及工作原理
? 组成特点
? 静态分析
? 动态分析
? 输入差模信号
? 输入共模信号
抑制零点漂移原理
主要指标分析计算
? 动态分析思路
? 双端输入
? 差模增益
? 共模增益
? 共模抑制比
? 输入、输出电阻
? 单端输入
带恒流源的差分电路
几种接法性能对比
11
6.2.1 基本差分式放大电路
基本差分电路（长尾）
带恒流源的差分电路
教材上的差分电路 T 1
+6V
v
s1
R
C1
2 0k ?
+
v
s2
–
T
2
R
C2
2 0k ?
R
s
50 ?
T
3
T
4
I
R E F
R
2
4 8 0 ?
R
3
2, 4k ?
R
s
50 ?
R
1
2, 4 k ?
+
v
o
–
R P
2 0 0 ?
–6V
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
12
6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c1
+V CC
v o1
T 1
R e1
- V EE
+
-
R b1
i C2
R c2
+V CC
v o2
T 2
R e2
- V EE
v i2
+
-
R b2
vo = vo1 ? vo2 = Av1vi1 ? Av2vi2
vo = Avd(vi1 ? vi2)
? AV1 = AV2 （ 对管）
原因之二
对称 ? VC1 = VC2 ?
vo = VC1 - VC2 = 0 ? 克服温漂
(3)公共射极电阻 Re
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
R L
R L
组成特点
(1)直接耦合的共射电路 (Rb,Rs)
(2)两边对称
单端输出
公共 Re对差模信号相当于 短路
1,电路组成及工作原理
13
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
6.2.1 基本差分式放大电路
注意,
静态分析
1,电路组成及工作原理
电路对称
T放大的条件,Je正偏, Jc反偏
vi1 = vi2 = 0（ 静态 ）
eb
EEBEB1B2
)(
)(0
R21R
VVII
???
?????
B1C1C2 III ???
EC1C E 1C E 2 VVVV ???
cC1CCC1C2 = RIVVV ??
0, 7 V-= BEB1E ??VVV
? Je正偏
? T放大
? Jc反偏
vo = VC1 - VC2 = 0
? 实现,0输入 ? 0输出
14
6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
动态分析 —— 输入差模信号
1,电路组成及工作原理
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
v i1
0
v i2
0
v o2
0
V C2
v o1
0
V C1
v o
0
大小相等，方向相反
i E1
0
I E1
i E2
0
I E2
另外,
Re相当于 短路
?iE = 0
15
动态分析 —— 输入共模信号
6.2.1 基本差分式放大电路
1,电路组成及工作原理
ici1 = vv
ici2 = vv大小相等，方向也相同
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
v i1
0
v i2
0
另外,R
e相当于 2Re
?iE = 2?iE1 = 2?iE2
v o
0
v o1
0
V C1
v o1
0
V C1
i E1
0
I E1
i E1
0
I E1
16
2,抑制零点漂移的原理（动画）
17
3,主要指标分析计算
6.2.1 基本差分式放大电路
动态分析思路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
R L
R L
2=
id
ici1
vvv ?
2
vvv id
ici2 = ?
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
ici1 = vv
ici2 = vv
（ 1）小信号等效电路法
（ 2）运用叠加原理
（ 3）利用 对称特点,
转化为单边电
路 求解。
（ 4）四种接法
a,双端输入、双端输出
b,双端输入、单端输出
c,单端输入、双端输出
d,单端输入、单端输出 电阻 Re 和 RL
18
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
双端输入
—— 差模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
? 输入纯差模信号
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
V i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
+
–
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
+
–
R b
? I b2
R c
V id
+
–
V o 1
V o 2
I Re
e2b1bbeb1b
ebeb1b1i
RII1rRI
RIrRIV
))(()(
)( Re
?????
???
?
? 电路两边对称
? 电路变换（拆开、转换为单边电路）
2b1b II ???
2i1i VV ?? ?
2o1o VV ???
Re短路
RL各分一半
? 画小信号
等效电路
（一般不画）
V Re =0
R L /2
R L /2
19
双端输入 —— 差模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
? 双入双出
V1
i1
o1
i2i1
o2o1
id
oVD = A
v2
v2
vv
vv
v
vA ??
?
??
be
Lc
VD
)
2
1//(
=
rR
RR
A
b ?
?
?
双入双出
? 双入单出
V1
i1
o1
i2i1
o1
id
oV D 1
2
1= A
v2
v
vv
v
v
vA ??
??
be
Lc
V D 1
)//(
2
1=
rR
RRA
b ?
? ?
be
Lc
VD2
)//(
2
1=
rR
RRA
b ?
? ?
RL各分一半 RL由 T1单独负担
? 同相输入端与反相输入端
+ -
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
- 双入单出
Re短路
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
+ -
20
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
双端输入
—— 共模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
? 输入纯共模信号
e2b1bbeb1b
ebeb1b1i
RII1rRI
RIrRIV
))(()(
)( Re
?????
???
?
? 电路两边对称
? 电路变换（拆开、转换为单边电路）
2b1b II ??
2i1i VV ? ?
2o1o VV ??
Re对单边相当于 2Re
RL开路
? 画小信号
等效电路
（一般不画）
ici1 = vv
ici2 = vv
V
i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
R b
? I b2
R c
V ic
+
–
V o 1
V o 2
I Re
? I b1
? I b2
2R e
2R e
e1bbeb1b R2I1rRI ????? )()( ?
21
双端输入 —— 共模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
? 双入双出
0=
ic
o2o1
ic
o
VC ?
??
v
vv
v
vA
双入双出
? 双入单出
V1
i1
o1
ic
oV C 1 = A
v
v
v
vA ??
eb R21rR
RRA
)(
)//(=
be
Lc
V C 1 ?
?
????
RL开路 RL由 T1单独负担
双入单出
ici1 = vv
ici2 = vv
Re对单边相当于 2Re
22
双端输入 —— 共模抑制比
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
双入双出 双入单出
be
Lc
id
o
VD
)
2
1//(
=
rR
RR
v
vA
b ?
??
?
be
Lc
id
o1
VD1
)//(
2
1=
rR
RR
v
vA
b ?
?? ?
0=
ic
o2o1
ic
o
VC ?
??
v
vv
v
vA
eb R21rR
RR
v
vA
)(
)//(=
be
Lc
ic
o1
V C 1 ?
?
?????
???
VC
VD
C M R A
AK
beb
e
beb
ebeb
rR
R1
rR2
R21rRK
?
??
?
???? )(
)(
)(
C M R
??
? 双入双出 ? 双入单出
? 公共电阻 Re ? ? KCMR ? ? 抑制零漂能力增强
23
双端输入
—— 输入、输出电阻
V i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
+
–
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
+
–
R b
? I b2
R c
V id
+
–
V o 1
V o 2
I Re
V i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
I c 1
+
–
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
+
–
R b
? I b2
R c
V id
+
–
V o 1
V o 2
I Re
V Re =0
R L /2
R L /2
I i
V i1 R b
I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
R b
? I b2
R c
V ic
+
–
V o 1
V o 2
I Re
? I b1
? I b2
2R e
2R e
3,主要指标分析计算
1i
1b
1i
1b
2i1i
i
id
id R2I
V2
I
VV
I
VR ?????
单端输出时,
co RR ?
co R2R ?双端输出时,
)(2 berRR bid ??
]2)1([21 be ebic RrRR ?????
1i
1b
1i
2b1b
1i
i
ic
ic RI2
V
II
V
I
VR
2
1??
?
??
24
单端输入
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
v i1 /2
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1 /2
+
-
-
+
0i1 ?v
0=i2v
22=
i1i1i1 vvv ?
22=
i1i1i2 vvv ?
例如,
i1i2i1id = vvvv ??
22=
i1i2i1ic vvvv ??
idVDicVCidVDo = vAvAvAv ??
? 指标计算与双端输入相同！
25
6.2.1 基本差分式放大电路
基本差分电路（长尾）
带恒流源的差分电路
教材上的差分电路 T 1
+6V
v
s1
R
C1
2 0k ?
+
v
s2
–
T
2
R
C2
2 0k ?
R
s
50 ?
T
3
T
4
I
R E F
R
2
4 8 0 ?
R
3
2, 4k ?
R
s
50 ?
R
1
2, 4 k ?
+
v
o
–
R P
2 0 0 ?
–6V
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
26
4,具有电流源的差分放大电路
6.2.1 基本差分式放大电路
T 3
R L
20k ?
+ 15 V
R c
20k ?
v o
I C 5
T 4
+
v s 1
–
+
v s2
–
R p 100 ?
I C1,3
+
–
T 1 T 2
R c
20k ?
R s
100k ?
R s
100k ?
R e3
5,4 k ?
R 2
4 k ?
– 15 V
R 1
6k ?
I RE
F
T 5
? =50,VBE=0.6V、
rce5=200k?。
例题
求,
(1) 差模输入电阻 Rid、
输出电阻 Ro、差模电
压增益；
(2) 共模输入电阻 Ric和
共模抑制比 KCMR。
27
5,几种接法性能对比
VDA
VCA
CMRK
be
Lc )2
1//(
r
RR?
? be
Lc
2
)//(
r
RR??
be
Lc )2
1//(
r
RR?
?
be
Lc
2
)//(
r
RR??
0?
o
Lc
2
//
r
RR?? 0?
o
Lc
2
//
r
RR??
??
be
o
r
r?? ? ??
be
o
r
r?? ?
输出方式 双出 单出 双出 单出
28
idR
icR
oR
4,几种方式指标比较
输出方式 双出 单出 双出 单出
be2r be2r
]2)1([21 obe rr ??? ]2)1([21 obe rr ???
c2R cR c2R cR
29
6.2.2 FET差分式放大电路
与共源电路相同
id
o2
V D 2 v
vA ?
1,电路组成
2,差模增益
dm2
1 Rg??
3,差模输入电阻
g1id RR ?
?? M 1
end
30
6.2.3 差分式放大电路的传输特性
)( idC1 vfi ? )( idC2 vfi ? 图中纵坐标为 0C1 / Ii
end
6.2 差分式放大电路
6 集成电路运算放大器
6.1 集成电路运算放大器中的电流源
6.3 集成电路运算放大器
6.4 集成电路运算放大器的主要参数
6.5 专用型集成电路运算放大器
6.6 放大电路中的噪声与干扰
*
*
2
多级放大电路
+
–
Vo RL
Io R s I i
+
–
V s
+
–
V i
–
V i1
+
–
V o1
+
放大电路
–
V i2
+
–
V o2
+
放大电路
–
V i3
+
–
V o3
+
放大电路
R o1
–
+
R i1 A
V O 1 V i1
–
V i2
+
R o2
–
V o2
+
–
+
R i2 A
V O 2 V i2
R o3
–
+
R i3 A
V O 3 V i3
输入级 —Ri? 中间放大级 —AV ? 输出级 —Ro ?
共集、共射 共射、共基 共集
第 4章
场效应管
第 6.2节
差分放大电路
2个信号
相减
第 5章
功率放大电路
直接耦合
零漂
Ri? RL特别小
第 6.1节
电流源
第 6章
集成 运算放大器
性能
改善 第 7章
反馈 技术、方法
第 8,9,10章
运算放大器 应用
各种功能电路
3
6.2 差分式放大电路
? 直接耦合放大电路的零点漂移问题
6.2.0 概述
? 差分的基本概念
? 电路组成及工作原理 ? 抑制零点漂移原理
6.2.1 基本差分式放大电路
6.2.2 FET差分式放大电路
6.2.3 差分式放大电路的传输特性
? 主要指标分析计算 ? 几种方式指标比较
*
*
4
1,直接耦合放大电路的零点漂移问题 6.2.0 概述
? 直接耦合放大电路
? 零点漂移问题
可以放大直流信号
V60 oi ??? vv
V71 m V.0 oi ??? vv
4
i
o 10?
?
??
v
vA
V
# 集成运算放大器要采用直接耦合？
零漂,输入短路时, 输出
仍有缓慢变化的电压产生 。
主要原因,温度变化引起, 也称 温漂 。
温漂指标,温度每升高 1度时, 输出漂移电压按电压增益
折算到输入端 的等效输入漂移电压值 。
电源电压波动也是原因之一
没有电容、变压器
5
A1 vi vo
103
A2 vi vo
105
答,
两个放大电路是否都可以放大 0.1mV的信号？
增加了 Re 电压增益
输出漂移电压
均为 200 mV
输出漂移电压
输入端漂移电
压为 0.2 mV
输入端漂移电
压为 0.002 mV
A1不可以,A2可以
6
例如
100,=V1A
若第一级漂了 100 uV,
则输出漂移 1 V。
若第二级也漂
了 100 uV,
则输出漂移 10 mV。
假设
第一级是关键 ！
。 1= 1 0 0,= V3V2 AA
? 减小零漂的措施
用非线性元件进行温度补偿
调制解调方式 。 如, 斩波稳零放大器,
采用 差分式放大电路
漂了 100 uV
漂移
10 mV+100 uV
漂移
1 V+ 10 mV
漂移
1 V+ 10 mV
7
2,差分的基本概念
6.2.0 概述
–
V i
+
–
V o
+
放大电路
差分
放大 +
-
vi1 +
-
vi2
C3 8 50T1 0 0aT1RR ??????? /.)(= 0T
)(= i2i1Vo vvAv ?
iV= vA
-
+
? 差分功能：实现 2个信号相减
i2Vi1V vAvA ??
同相输入端 反相输入端
? 应用背景：电桥测量
V
1 0 V
R - ? R
R + ? R R - ? R
R + ? R
例如铂电阻测温
C1 9 m V /5V222i1 ?????????? RRVVVR RRv
C1 9 m V /5V222i2 ?????????? RRVVVR RRv
???? )( i2i1Vo vvAv实际输出为
+
-
vo
8
2,差分的基本概念
6.2.0 概述
? 差模与共模,
差分
放大 +
-
vi1 +
-
vi2
+
-
vo
+
- vid -
+
i2i1id = vvv ?
差模信号
)(21= i2i1ic vvv ?
共模信号
icVCidVDooo = vAvAvvv ??????
C1 9 m V /5Vi1 ???v
C1 9 m V /5Vi2 ???v
总输出电压
2=
id
ici1
vvv ?
2
vvv id
ici2 = ?
0= icid
o
id
o
VD ??
?
vv
v
v
vA
差模电压增益
0= idic
o
ic
o
VC ??
??
vv
v
v
vA
共模电压增益
共模抑制比 反映抑制零漂能力
VC
VD
C M R = A
AK
例,
? 分析思路：叠加定理
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
ici1 = vv
ici2 = vv
10
6.2.1 基本差分式放大电路
电路组成及工作原理
? 组成特点
? 静态分析
? 动态分析
? 输入差模信号
? 输入共模信号
抑制零点漂移原理
主要指标分析计算
? 动态分析思路
? 双端输入
? 差模增益
? 共模增益
? 共模抑制比
? 输入、输出电阻
? 单端输入
带恒流源的差分电路
几种接法性能对比
11
6.2.1 基本差分式放大电路
基本差分电路（长尾）
带恒流源的差分电路
教材上的差分电路 T 1
+6V
v
s1
R
C1
2 0k ?
+
v
s2
–
T
2
R
C2
2 0k ?
R
s
50 ?
T
3
T
4
I
R E F
R
2
4 8 0 ?
R
3
2, 4k ?
R
s
50 ?
R
1
2, 4 k ?
+
v
o
–
R P
2 0 0 ?
–6V
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
12
6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c1
+V CC
v o1
T 1
R e1
- V EE
+
-
R b1
i C2
R c2
+V CC
v o2
T 2
R e2
- V EE
v i2
+
-
R b2
vo = vo1 ? vo2 = Av1vi1 ? Av2vi2
vo = Avd(vi1 ? vi2)
? AV1 = AV2 （ 对管）
原因之二
对称 ? VC1 = VC2 ?
vo = VC1 - VC2 = 0 ? 克服温漂
(3)公共射极电阻 Re
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
R L
R L
组成特点
(1)直接耦合的共射电路 (Rb,Rs)
(2)两边对称
单端输出
公共 Re对差模信号相当于 短路
1,电路组成及工作原理
13
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
6.2.1 基本差分式放大电路
注意,
静态分析
1,电路组成及工作原理
电路对称
T放大的条件,Je正偏, Jc反偏
vi1 = vi2 = 0（ 静态 ）
eb
EEBEB1B2
)(
)(0
R21R
VVII
???
?????
B1C1C2 III ???
EC1C E 1C E 2 VVVV ???
cC1CCC1C2 = RIVVV ??
0, 7 V-= BEB1E ??VVV
? Je正偏
? T放大
? Jc反偏
vo = VC1 - VC2 = 0
? 实现,0输入 ? 0输出
14
6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
动态分析 —— 输入差模信号
1,电路组成及工作原理
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
v i1
0
v i2
0
v o2
0
V C2
v o1
0
V C1
v o
0
大小相等，方向相反
i E1
0
I E1
i E2
0
I E2
另外,
Re相当于 短路
?iE = 0
15
动态分析 —— 输入共模信号
6.2.1 基本差分式放大电路
1,电路组成及工作原理
ici1 = vv
ici2 = vv大小相等，方向也相同
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
v i1
0
v i2
0
另外,R
e相当于 2Re
?iE = 2?iE1 = 2?iE2
v o
0
v o1
0
V C1
v o1
0
V C1
i E1
0
I E1
i E1
0
I E1
16
2,抑制零点漂移的原理（动画）
17
3,主要指标分析计算
6.2.1 基本差分式放大电路
动态分析思路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
T 1 T 2
R L
R L
2=
id
ici1
vvv ?
2
vvv id
ici2 = ?
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
ici1 = vv
ici2 = vv
（ 1）小信号等效电路法
（ 2）运用叠加原理
（ 3）利用 对称特点,
转化为单边电
路 求解。
（ 4）四种接法
a,双端输入、双端输出
b,双端输入、单端输出
c,单端输入、双端输出
d,单端输入、单端输出 电阻 Re 和 RL
18
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
双端输入
—— 差模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
? 输入纯差模信号
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
V i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
+
–
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
+
–
R b
? I b2
R c
V id
+
–
V o 1
V o 2
I Re
e2b1bbeb1b
ebeb1b1i
RII1rRI
RIrRIV
))(()(
)( Re
?????
???
?
? 电路两边对称
? 电路变换（拆开、转换为单边电路）
2b1b II ???
2i1i VV ?? ?
2o1o VV ???
Re短路
RL各分一半
? 画小信号
等效电路
（一般不画）
V Re =0
R L /2
R L /2
19
双端输入 —— 差模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
? 双入双出
V1
i1
o1
i2i1
o2o1
id
oVD = A
v2
v2
vv
vv
v
vA ??
?
??
be
Lc
VD
)
2
1//(
=
rR
RR
A
b ?
?
?
双入双出
? 双入单出
V1
i1
o1
i2i1
o1
id
oV D 1
2
1= A
v2
v
vv
v
v
vA ??
??
be
Lc
V D 1
)//(
2
1=
rR
RRA
b ?
? ?
be
Lc
VD2
)//(
2
1=
rR
RRA
b ?
? ?
RL各分一半 RL由 T1单独负担
? 同相输入端与反相输入端
+ -
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
- 双入单出
Re短路
2=
idi1 vv ?
2=
idi2 vv ?
+ -
20
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
双端输入
—— 共模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
? 输入纯共模信号
e2b1bbeb1b
ebeb1b1i
RII1rRI
RIrRIV
))(()(
)( Re
?????
???
?
? 电路两边对称
? 电路变换（拆开、转换为单边电路）
2b1b II ??
2i1i VV ? ?
2o1o VV ??
Re对单边相当于 2Re
RL开路
? 画小信号
等效电路
（一般不画）
ici1 = vv
ici2 = vv
V
i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
R b
? I b2
R c
V ic
+
–
V o 1
V o 2
I Re
? I b1
? I b2
2R e
2R e
e1bbeb1b R2I1rRI ????? )()( ?
21
双端输入 —— 共模增益
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
? 双入双出
0=
ic
o2o1
ic
o
VC ?
??
v
vv
v
vA
双入双出
? 双入单出
V1
i1
o1
ic
oV C 1 = A
v
v
v
vA ??
eb R21rR
RRA
)(
)//(=
be
Lc
V C 1 ?
?
????
RL开路 RL由 T1单独负担
双入单出
ici1 = vv
ici2 = vv
Re对单边相当于 2Re
22
双端输入 —— 共模抑制比
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
双入双出 双入单出
be
Lc
id
o
VD
)
2
1//(
=
rR
RR
v
vA
b ?
??
?
be
Lc
id
o1
VD1
)//(
2
1=
rR
RR
v
vA
b ?
?? ?
0=
ic
o2o1
ic
o
VC ?
??
v
vv
v
vA
eb R21rR
RR
v
vA
)(
)//(=
be
Lc
ic
o1
V C 1 ?
?
?????
???
VC
VD
C M R A
AK
beb
e
beb
ebeb
rR
R1
rR2
R21rRK
?
??
?
???? )(
)(
)(
C M R
??
? 双入双出 ? 双入单出
? 公共电阻 Re ? ? KCMR ? ? 抑制零漂能力增强
23
双端输入
—— 输入、输出电阻
V i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
+
–
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
+
–
R b
? I b2
R c
V id
+
–
V o 1
V o 2
I Re
V i1
R b I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
I c 1
+
–
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
+
–
R b
? I b2
R c
V id
+
–
V o 1
V o 2
I Re
V Re =0
R L /2
R L /2
I i
V i1 R b
I b1
r be
V o
+
–
R c
? I b1
R L
I c 1
R e
r be
I b2 I c 2
V i2
R b
? I b2
R c
V ic
+
–
V o 1
V o 2
I Re
? I b1
? I b2
2R e
2R e
3,主要指标分析计算
1i
1b
1i
1b
2i1i
i
id
id R2I
V2
I
VV
I
VR ?????
单端输出时,
co RR ?
co R2R ?双端输出时,
)(2 berRR bid ??
]2)1([21 be ebic RrRR ?????
1i
1b
1i
2b1b
1i
i
ic
ic RI2
V
II
V
I
VR
2
1??
?
??
24
单端输入
3,主要指标分析计算 6.2.1 基本差分式放大电路
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
v i1 /2
+ - v o
R L
T 1 T 2
+
-
v i1 /2
+
-
-
+
0i1 ?v
0=i2v
22=
i1i1i1 vvv ?
22=
i1i1i2 vvv ?
例如,
i1i2i1id = vvvv ??
22=
i1i2i1ic vvvv ??
idVDicVCidVDo = vAvAvAv ??
? 指标计算与双端输入相同！
25
6.2.1 基本差分式放大电路
基本差分电路（长尾）
带恒流源的差分电路
教材上的差分电路 T 1
+6V
v
s1
R
C1
2 0k ?
+
v
s2
–
T
2
R
C2
2 0k ?
R
s
50 ?
T
3
T
4
I
R E F
R
2
4 8 0 ?
R
3
2, 4k ?
R
s
50 ?
R
1
2, 4 k ?
+
v
o
–
R P
2 0 0 ?
–6V
v i1
i C1
R c
v o1
i C2
R c
+V CC
v o2
R e
- V EE
+
-
R b
v i2
+
-
R b
i E
i E2 i E1
+ - v o
R L
T 1 T 2
26
4,具有电流源的差分放大电路
6.2.1 基本差分式放大电路
T 3
R L
20k ?
+ 15 V
R c
20k ?
v o
I C 5
T 4
+
v s 1
–
+
v s2
–
R p 100 ?
I C1,3
+
–
T 1 T 2
R c
20k ?
R s
100k ?
R s
100k ?
R e3
5,4 k ?
R 2
4 k ?
– 15 V
R 1
6k ?
I RE
F
T 5
? =50,VBE=0.6V、
rce5=200k?。
例题
求,
(1) 差模输入电阻 Rid、
输出电阻 Ro、差模电
压增益；
(2) 共模输入电阻 Ric和
共模抑制比 KCMR。
27
5,几种接法性能对比
VDA
VCA
CMRK
be
Lc )2
1//(
r
RR?
? be
Lc
2
)//(
r
RR??
be
Lc )2
1//(
r
RR?
?
be
Lc
2
)//(
r
RR??
0?
o
Lc
2
//
r
RR?? 0?
o
Lc
2
//
r
RR??
??
be
o
r
r?? ? ??
be
o
r
r?? ?
输出方式 双出 单出 双出 单出
28
idR
icR
oR
4,几种方式指标比较
输出方式 双出 单出 双出 单出
be2r be2r
]2)1([21 obe rr ??? ]2)1([21 obe rr ???
c2R cR c2R cR
29
6.2.2 FET差分式放大电路
与共源电路相同
id
o2
V D 2 v
vA ?
1,电路组成
2,差模增益
dm2
1 Rg??
3,差模输入电阻
g1id RR ?
?? M 1
end
30
6.2.3 差分式放大电路的传输特性
)( idC1 vfi ? )( idC2 vfi ? 图中纵坐标为 0C1 / Ii
end
