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差动放大器总结

差动工作方式优点:

1. 对环境噪声具有更强的抗干扰性;

2. 抑制共模噪声;

3. 增大了最大电压摆幅;

4. 更简单的偏执电路和更高的线性度

一、基本概念(公式推导略):

1. 差动信号:两个结点电位之差,并且这两个结点相对于某个固定电位大小相等,极性相反,严格地说,这两个电位与固定结点的阻抗也必须相等。

   在差动信号中,这个固定的中心电位称为共模电平。

2. 基本差动对:为了避免增益、摆幅、波形等受器件偏置电流的影响,引入电流源来提供电路的偏置电流,如下图:

 

    虽然在这里,电流源的目的是抑制输入共模电平的变化对管子和输出电平的影响,但是并不意味着输入共模电平的值可以任意取,为了保证管子工作在饱和区,输入共模电平允许范围如下:


    考虑输出电压的摆幅,显然输入共模电平越小(输出最大值VDD,最小值为Vin,CM-VTH),允许的输出摆幅就越大,但实际中,前级电路可不能提供这么低的电平。

    考虑增益,研究电路的小信号特性,分为两种方法:叠加法和半边电路法。叠加法主要思想是利用戴维宁等效分别独立考虑两个输入端,求出VX,VY;半边电路法也是利用戴维南等效的思想,因为完全对称,所以只考虑一边电路的工作情况,将尾巴结点当成交流地对待。半边电路法为全差动的对称差动对提供了一个简便的方法,对于不是全差动的输入信号,我们可以把信号看成一个差动输入和一个共模变化的叠加,这样对于差模工作就可以应用半边电路概念。

 未完待续。。。。

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