解析：什么是差分放大电路？-KIA MOS管

差分放大电路

差(cha)分放大电(dian)路(lu)利(li)用(yong)电(dian)路(lu)参数(shu)的对称性和负反馈作(zuo)用(yong)，有效地稳定静态工作(zuo)点，以放大差(cha)模信号(hao)抑(yi)制共模信号(hao)为显著特征，广(guang)泛应用(yong)于直接(jie)耦合电(dian)路(lu)和测量电(dian)路(lu)的输入(ru)级(ji)。

但是(shi)差分(fen)放大电路结构(gou)复(fu)杂、分(fen)析繁琐，特别是(shi)其对差模(mo)(mo)输入和共(gong)模(mo)(mo)输入信号有不同(tong)的分(fen)析方法，难以理解，因(yin)而一(yi)直是(shi)模(mo)(mo)拟电子技(ji)术中(zhong)的难点(dian)。

差分(fen)放大电路：按输(shu)入(ru)输(shu)出(chu)方式分(fen)：有双(shuang)端(duan)(duan)输(shu)入(ru)双(shuang)端(duan)(duan)输(shu)出(chu)、双(shuang)端(duan)(duan)输(shu)入(ru)单端(duan)(duan)输(shu)出(chu)、单端(duan)(duan)输(shu)入(ru)双(shuang)端(duan)(duan)输(shu)出(chu)和(he)单端(duan)(duan)输(shu)入(ru)单端(duan)(duan)输(shu)出(chu)四(si)种类型(xing)。按共(gong)模负反馈的(de)形式分(fen)：有典型(xing)电路和(he)射极(ji)带恒流源的(de)电路两种。

（a）射极偏(pian)置差放(fang)

（b）电流源偏置差放

差放有(you)两个输入端子(zi)和两个输出(chu)端子(zi)，因此信(xin)号的输入和输出(chu)均(jun)有(you)双端和单端两种方式。

双端(duan)(duan)(duan)输(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)时(shi)，信(xin)号同时(shi)加到两输(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)(duan)(duan)；单端(duan)(duan)(duan)输(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)时(shi)，信(xin)号加到一个输(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)(duan)(duan)与地(di)之(zhi)间，另一个输(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)(duan)(duan)接(jie)地(di)。双端(duan)(duan)(duan)输(shu)(shu)(shu)(shu)出时(shi)，信(xin)号取(qu)(qu)于(yu)两输(shu)(shu)(shu)(shu)出端(duan)(duan)(duan)之(zhi)间；单端(duan)(duan)(duan)输(shu)(shu)(shu)(shu)出时(shi)，信(xin)号取(qu)(qu)于(yu)一个输(shu)(shu)(shu)(shu)出端(duan)(duan)(duan)到地(di)之(zhi)间。

因此，差(cha)分(fen)放(fang)大电路(lu)有双(shuang)端输(shu)(shu)入(ru)(ru)双(shuang)端输(shu)(shu)出(chu)(chu)、单端输(shu)(shu)入(ru)(ru)双(shuang)端输(shu)(shu)出(chu)(chu)、双(shuang)端输(shu)(shu)入(ru)(ru)单端输(shu)(shu)出(chu)(chu)、单端输(shu)(shu)入(ru)(ru)单端输(shu)(shu)出(chu)(chu)四种应用(yong)方式(shi)。上面两个电路(lu)均为(wei)双(shuang)端输(shu)(shu)入(ru)(ru)双(shuang)端输(shu)(shu)出(chu)(chu)方式(shi)。

（a）电阻(zu)(zu)Re是(shi)T1和T2两(liang)管的(de)(de)(de)公共射(she)极(ji)(ji)电阻(zu)(zu)，或称射(she)极(ji)(ji)耦合(he)电阻(zu)(zu)，它实际(ji)上就是(shi)在(zai)工作点稳定(ding)电路中植入的(de)(de)(de)射(she)极(ji)(ji)电阻(zu)(zu)，只是(shi)此处将(jiang)两(liang)个(ge)电阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)射(she)极(ji)(ji)电阻(zu)(zu)合(he)并成一(yi)个(ge)Re，所以经(jing)它的(de)(de)(de)作用是(shi)稳定(ding)静态工作点，对零(ling)漂(piao)做进一(yi)步的(de)(de)(de)抑制(zhi)。

电(dian)阻Re常(chang)用等效内(nei)阻极大的(de)恒(heng)流源I0来代(dai)替，以便更有效地提高抑制零漂(piao)的(de)作用。

负(fu)电(dian)(dian)(dian)源用来补(bu)偿射极(ji)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)Re两端的直流压降，以避免采用电(dian)(dian)(dian)压过高的单一正电(dian)(dian)(dian)源，并(bing)可扩大(da)输出电(dian)(dian)(dian)压范围，使两基极(ji)的静态电(dian)(dian)(dian)位为零(ling)，基极(ji)电(dian)(dian)(dian)阻(zu)Rb通(tong)常为外接元件(jian)，也可不(bu)用，其作用是限制基极(ji)静态电(dian)(dian)(dian)流并(bing)提高输入电(dian)(dian)(dian)阻(zu)。

差分放大器工作状态

上图a电路，是输入信号(hao)IN1=IN2的状(zhuang)态。

（1）因输入(ru)端(duan)的“虚断”特性，同相(xiang)输入(ru)端(duan)为(wei)高阻态，其输入(ru)电(dian)压值仅仅取决(jue)于R1、R2分(fen)压值，为(wei)2V。同相(xiang)输入(ru)端(duan)的2V电(dian)压可以看作(zuo)成为(wei)输入(ru)端(duan)比较基准电(dian)压；

（2）因两(liang)输入端的“虚短”特性，可进而(er)推知其反相输入端，即R3、R4串联分(fen)压(ya)(ya)电路(lu)，其b点=a点=2V。这(zhei)是反馈(kui)电压(ya)(ya)。放大器的控制目的是使反馈(kui)电压(ya)(ya)等于基准电压(ya)(ya)；

（3）由(you)R1=R3，R2=R4条(tiao)件(jian)可(ke)(ke)知，放(fang)大器输(shu)出端只有处(chu)于(yu)“虚地”状态，即输(shu)出端为(wei)0V，才能满足b点=a点=2V，这(zhei)可(ke)(ke)以由(you)此导出差(cha)分放(fang)大器的一个工(gong)作特征(zheng)。

上图b中的（1）电路，是IN1》IN2的状态。

（1）此时因同相输入端电(dian)(dian)压高于反相输入端，输出端电(dian)(dian)压往正方向变化，其(qi)R3、R4偏置电(dian)(dian)路中的电(dian)(dian)流方向如图所(suo)示(shi)；

（2）由R3、R4的阻(zu)值(zhi)比(bi)例可知，R3两端(duan)电(dian)压降为（2.8V－1.5V）/10k，则(ze)R4两端(duan)电(dian)压降为1.3V×4=5.2V，输出(chu)端(duan)电(dian)压为2.8V+5.2V＝8V。

（4）此时的(de)输(shu)(shu)(shu)入电(dian)(dian)压(ya)(ya)差(cha)为(wei)IN1-IN=2V，输(shu)(shu)(shu)出电(dian)(dian)压(ya)(ya)为(wei)8V。显然，该(gai)差(cha)分(fen)放(fang)大器的(de)差(cha)分(fen)电(dian)(dian)压(ya)(ya)放(fang)大倍数=R4/R3是4倍压(ya)(ya)差(cha)分(fen)放(fang)大器。由(you)此可(ke)以推知(zhi)差(cha)分(fen)放(fang)大器的(de)差(cha)分(fen)输(shu)(shu)(shu)入放(fang)大倍数为(wei)（1N1-IN2）×R4/R3=-OUT

上图b中的(de)（2）电路，是IN1《IN2的(de)状态。

此时因(yin)反(fan)同相(xiang)输(shu)(shu)入端电(dian)压高(gao)于(yu)同相(xiang)输(shu)(shu)入端，输(shu)(shu)出端电(dian)压往(wang)负(fu)方(fang)向(xiang)变化，其(qi)R3、R4偏(pian)置电(dian)路中(zhong)的电(dian)流方(fang)向(xiang)如图所示。

同样(yang)，依R3、R4的阻值比例可推知，在此输(shu)入条(tiao)件下(xia)，输(shu)出端电(dian)压为-8V，电(dian)路(lu)依然将输(shu)入差(cha)分信号放(fang)大了4倍(bei)。

从电路的(de)工作（故障）状(zhuang)态(tai)判断来说，直接(jie)测量R3、R4串联电路的(de)分压状(zhuang)态(tai)，只(zhi)要R3、R4串联分压是(shi)(shi)成立的(de)，则电路就(jiu)大致上(shang)（起码运放芯(xin)片）就(jiu)是(shi)(shi)好的(de)；

电(dian)(dian)(dian)路(lu)的电(dian)(dian)(dian)压放大倍数(shu)也(ye)由此得出；只要测量(liang)输入电(dian)(dian)(dian)压差(cha)（R1、R3左端(duan)(duan)电(dian)(dian)(dian)压差(cha)），再(zai)测量(liang)输出端(duan)(duan)电(dian)(dian)(dian)压进行比较，则外(wai)围偏置电(dian)(dian)(dian)路(lu)的好(hao)坏。

联系方(fang)式：邹先(xian)生

联系电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地址：深圳(zhen)市福田区车(che)公庙天安(an)数码城天吉(ji)大厦CD座(zuo)5C1

请(qing)搜微信(xin)公众号:“KIA半导体”或扫一(yi)扫下图“关注(zhu)”官方微信(xin)公众号

请(qing)“关注”官方微信公众号:提供  MOS管  技(ji)术帮助