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差分放大器

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差分运放电路计算公式

差分运放电路计算公式

差分运放电路计算公式
差分运放电路是一种常见的电路，它可以在信号放大、滤波、比较等方面发挥重要作用。

要设计和分析差分运放电路，需要掌握一些基本的计算公式。

一、差分放大器电路计算公式
差分放大器是差分运放电路的基本形式，其放大倍数可以通过下列公式计算：
A(diff) = - R(f)/R(i)
其中，A(diff)表示差分放大器的放大倍数，R(f)表示反馈电阻的阻值，R(i)表示输入电阻的阻值。

二、低通滤波器电路计算公式
差分运放电路还可以用于低通滤波器的设计。

低通滤波器的截止频率可以通过下列公式计算：
f(cut) = 1 / (2πRC)
其中，f(cut)表示截止频率，R表示电阻的阻值，C表示电容的容值。

三、比较器电路计算公式
差分运放电路还可以用于比较器的设计。

比较器的阈值电压可以通过下列公式计算：
V(th) = ± V(ref) / (1 + R(f)/R(i))
其中，V(th)表示阈值电压，V(ref)表示参考电压的电压值，R(f)表示反馈电阻的阻值，R(i)表示输入电阻的阻值。

'+'号表示输出高
电平，'-'号表示输出低电平。

以上是差分运放电路的一些基本计算公式，掌握这些公式可以帮助电路设计者更好地设计和分析差分运放电路。

差分放大电路和集成运算放大器

差分放大电路和集成运算放大器
差分放大电路的输出信号也是差分信号，可以直接驱动其他差分电路或通过单端转 差分的转换电路转换为单端信号。
差分放大电路的应用
差分放大电路广泛应用于各种模拟电路中，如 音频信号处理、通信系统、测量仪器等。
在高速数字电路中，差分信号传输可以有效地 抑制电磁干扰（EMI），因此差分放大电路也 常用于高速数据采集和传输系统。
工业自动化领域
工业自动化领域对于高精度、高速的信号处理需求越来越大，差分放大 电路和集成运算放大器将在该领域发挥更大的作用，如运动控制系统、 过程控制系统等。
面临的挑战与机遇
技术创新
随着电子技术的不断发展，差分 放大电路和集成运算放大器需要 不断创新，以满足更高的性能要
求。
应用领域的多样化
随着应用领域的不断拓展，差分放 大电路和集成运算放大器的应用场 景将更加多样化，需要不断适应新 的应用需求。
应用比较
差分放大电路
差分放大电路适用于需要抑制共模信号和噪声的应用场合，如信号放大、差分信号传输、模拟电路中的减法器和 微分器等。
集成运算放大器
集成运算放大器适用于各种模拟信号处理和控制电路，如放大器、滤波器、比较器和振荡器等。
优缺点比较
差分放大电路
差分放大电路的优点在于其高共模抑制比和低噪声性能，能够有效地抑制共模信号和噪声，提高电路 的抗干扰能力。此外，差分放大电路还具有高输入阻抗和低输出阻抗的优点。然而，差分放大电路的 成本较高，体积也较大。
另外，由于差分放大电路具有低噪声和高共模 抑制比的特点，因此在高精度测量和自动控制 系统中也得到了广泛应用。
CHAPTER 02
集成运算放大器
集成运算放大器的基本概念
集成运算放大器（简称运放） 是一种高放大倍数的集成电路， 能够实现对微弱信号的放大和 处理。

1倍增益差分运放

1倍增益差分运放

“1倍增益差分运放”指的是一个差分放大器（differential amplifier）电路，其增益（gain）设置为1倍。

差分放大器是一种电路，用于放大两个输入信号之间的差异。

这种电路通常用于抑制共模信号（common-mode signals），即同时出现在两个输入端并且相位相同的信号。

差分放大器通常由两个输入端、一个输出端和一个或多个增益控制元件（如电阻或晶体管）组成。

增益是输出信号与输入信号之间的比率。

当增益设置为1倍时，输出信号将与输入信号具有相同的幅度，但相位可能会发生变化。

在设计1倍增益的差分运放时，需要仔细选择元件值，以确保电路具有所需的增益和频率响应。

此外，还需要考虑电路的稳定性、噪声和失真等因素。

请注意，差分放大器通常用于更复杂的电路中，如音频放大器、传感器接口电路和数据采集系统等。

在实际应用中，根据具体需求，可能需要调整增益、频率响应和其他参数。

差分放大电路的原理

差分放大电路的原理

差分放大电路的原理
差分放大电路是一种常用的电子放大电路，其原理基于信号的差分放大。

差分放大电路由两个相同的电路分支组成，每个电路分支都有一个晶体管及其相关的其他电子元件。

这两个电路分支互为镜像，其中一个电路分支输出信号是输入信号的正相位，而另一个电路分支输出信号则是输入信号的负相位。

差分放大电路的工作原理是利用两个相对反向的信号进行放大。

当输入信号施加到差分放大电路的输入端时，该信号将被分成两个信号，一个信号经过一个电路分支，另一个信号经过另一个电路分支。

在每个电路分支中，信号被放大，并且输出信号的幅值与输入信号的幅值成正比。

差分放大器的特点是具有较强的抗干扰能力，因为它能够将共模干扰信号抵消掉。

共模干扰信号是指同时施加在两个输入端的相同幅值、相同相位的干扰信号。

差分放大电路能够将这种共模干扰信号减小甚至完全抵消掉，只放大差模信号，从而提高了系统的信噪比和精确度。

差分放大电路广泛应用于音频放大器、通信系统、测量仪器等领域。

通过合理设计和优化差分放大电路的参数，可以实现更高的放大倍数、更低的噪声水平和更好的线性度，从而满足不同应用场景的需求。

差分放大器和运算放大器

差分放大器和运算放大器

运算放大器的应用
信号放大
运算放大器可用于信号的线性放大，实现信号的传输 和处理。
模拟计算
利用运算放大器的加法、减法、积分和微分等运算功 能，实现模拟计算。
控制系统
在控制系统如PID控制器中，运算放大器用于信号的 调节和控制。
03 差分放大器和运算放大器 的比较
性能比较
差分放大器
具有高共模抑制比、低噪声、低失真 等优点，适用于信号处理和放大微弱 信号。
差分放大器和运算放大器
目录
• 差分放大器 • 运算放大器 • 差分放大器和运算放大器的比较 • 差分放大器和运算放大器的实际应用案例 • 未来发展趋势和展望
01 差分放大器
差分放大器的定义
差分放大器是一种电子放大器，它能 够放大两个输入信号之间的差值。
它通常由两个对称的放大器组成，每 个放大器分别处理一个输入信号，并 输出放大的信号。
特点
具有极高的开环增益、输入电阻高、输出电阻低等特性。
运算放大器的工作原理
差分输入
01
运算放大器采用差分输入方式，将两个输入端之间的电压差放
大。
反馈机制
02
通过引入负反馈机制，将输出信号反馈到输入端，以控制放大
倍数和输出信号。
输出级
03
输出级通常采用推挽或电压跟随器电路，以提供较大的输出电
流和较低的输出电阻。
差分放大器的工作原理
01
差分放大器通过比较两个输入信号的差值来工作， 将差值转换为输出信号。
02
它通常采用对称电路结构，以减小电路中的误差和 噪声。
03
差分放大器具有高共模抑制比（CMRR）和低噪声 特性，能够有效地放大微弱信号。
差分放大器的应用

差分放大电路

差分放大电路
差分信号输出通常采用平衡输出或非平衡输出的方式，平 衡输出是指输出信号为一对相位相反、幅度相等的信号， 而非平衡输出则是指输出信号为单端信号。
03 差分放大电路的分类
电压反馈型差分放大电路
电压反馈型差分放大电路通过电 压负反馈来减小输出电压的幅度，
从而减小了电路的增益。
电压反馈型差分放大电路通常具 有较低的输入阻抗和较高的输出 阻抗，适用于电流驱动能力较弱
的电路。
电压反馈型差分放大电路的优点 是稳定性好，噪声低，适用于信
号源内阻较高的应用场景。
电流反馈型差分放大电路
1
电流反馈型差分放大电路通过电流负反馈来减小 输出电流的幅度，从而减小了电路的增益。
2
电流反馈型差分放大电路通常具有较高的输入阻 抗和较低的输出阻抗，适用于电流驱动能力较强 的电路。
3
电流反馈型差分放大电路的优点是带宽较宽，响 应速度较快，适用于信号源内阻较低的应用场景。
缓冲和驱动
差分放大电路可以作为缓冲器和 驱动器，用于驱动后级电路或传 输线路，提高信号的驱动能力和 传输稳定性。
比较器
差分放大电路可以作为比较器， 用于比较两个电压或电流的大小 关系，常用于触发器、寄存器等 数字逻辑电路中。
在传感器信号处理中的应用
温度传感器信号处理
差分放大电路可以用于放大温度传感器的输 出信号，将微弱的温度变化转换为电信号， 便于后续处理和测量。
差分放大电路的特点
高增益
抑制共模干扰
差分放大电路具有很高的增益，通常在 100dB以上，因此能够将微弱的差分信号 放大到足够大的幅度。
由于差分放大电路只对两个输入信号的差 值进行放大，因此它能够有效地抑制共模 干扰，提高信号的信噪比。
宽频带

差分放大器的概念及计算公式

差分放大器的概念及计算公式差分放大器是一种常用的放大电路，它具有抵消共模干扰的能力，可以有效地放大差模信号。

在差分放大器中，两个输入信号分别加到两个输入端上，而输出信号则是输入信号的差值经过放大的结果。

差分放大器通常由一个NPN型晶体管和一个PNP型晶体管组成，其输入电路是一个差模输入，输出电路是单端输出。

差分放大器的运算是利用晶体管的放大特性来实现的。

差分放大器的输入电阻很高，输出电阻很低，可克服信号源和负载的不匹配。

在实际应用中，差分放大器通常用于放大低频信号，如微弱的生物电信号、传感器信号等。

在差分放大器中，差模增益(A_dm)和共模增益(A_cm)是两个重要的参数。

差模增益(A_dm)是指差模信号的放大倍数，共模增益(A_cm)是指共模信号的放大倍数。

差模放大倍数越大，差模放大效果越好；共模放大倍数越小，共模抑制效果越好。

差分放大器的差模增益(A_dm)可以通过下面的计算公式来计算：A_dm = (gm * R_c) / 2其中，gm是晶体管的跨导，R_c是集电极负载电阻。

差分放大器的共模增益(A_cm)可以通过下面的计算公式来计算：A_cm = (gm * R_c) / [(1 + gm * R_e) * (1 + gm * R_c)]其中，R_e是发射极电阻。

差分放大器的共模抑制比(CMR)可以通过下面的计算公式来计算：CMR = 20 * log10(A_dm / A_cm)其中，log10是以10为底的对数函数。

差分放大器的输入偏置电流(I_bias)可以通过下面的计算公式来计算：I_bias = (I_c1 + I_c2) / 2其中，I_c1和I_c2分别是晶体管1和晶体管2的集电极电流。

差分放大器的输入偏置电压(V_bias)可以通过下面的计算公式来计算：V_bias = (V_be1 + V_be2) / 2其中，V_be1和V_be2分别是晶体管1和晶体管2的基极-发射极电压。

差分电荷放大电路

差分电荷放大电路差分电荷放大电路是一种常见的电子放大电路，它利用差分输入信号来实现放大功能。

在这篇文章中，我们将探讨差分电荷放大电路的工作原理、特点以及应用。

差分电荷放大电路主要由差分放大器和输出级组成。

差分放大器是该电路的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。

输入端分别连接正相位信号和反相位信号，输出端则输出放大后的信号。

差分放大器的工作原理基于差分运算的原理。

当正相位信号和反相位信号输入到差分放大器时，它们会被转换为电荷，并存储在差分电容中。

差分放大器通过控制电流的方式，将存储在差分电容中的电荷转换为电压信号，并放大输出。

差分电荷放大电路的特点是具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗。

高增益意味着它能够将微弱的输入信号放大到较大的幅度，提高信号的强度。

高输入阻抗使得差分电荷放大电路对输入信号源的负载影响较小，减少信号源的失真。

低输出阻抗则保证了差分电荷放大电路能够将放大后的信号传输到下一级电路，提高整体电路的性能。

差分电荷放大电路在实际应用中具有广泛的用途。

例如，在音频放大器中，差分电荷放大电路可以将微弱的音频信号放大到适合扬声器的驱动电平，实现声音的放大。

在通信系统中，差分电荷放大电路可以用于放大接收到的信号，提高信号的质量和可靠性。

此外，差分电荷放大电路还可以应用于传感器信号放大、生物医学信号处理等领域。

总的来说，差分电荷放大电路是一种常见的电子放大电路，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。

它在音频放大、通信系统和传感器信号处理等领域有着广泛的应用。

通过了解差分电荷放大电路的工作原理和特点，我们可以更好地理解和应用这一电路。

差分放大器的概念及计算公式

差分放大器的概念及计算公式差分放大器的概念及计算公式1. 什么是差分放大器差分放大器是一种常见的电路，它可以用来放大输入信号的差值。

在很多电路中，差分放大器被广泛应用，尤其在信号处理和测量方面。

它具有高输入阻抗、高共模抑制比和高增益等特点，因此在实际电路设计中具有重要的作用。

差分放大器可以通过运算放大器或普通的放大器来构建，其基本原理在电子工程中被频繁使用。

2. 差分放大器的公式差分放大器的基本公式是：\[ V_{out} = G \times (V_2 - V_1) \]其中，\( V_{out} \)是输出电压，\( G \)是放大器的增益，\( V_2 \)和\( V_1 \)分别是输入信号的两个输入端。

在实际电路设计中，还需要考虑输入偏置电流、输入偏置电压、温度漂移等因素，因此需要对差分放大器进行更复杂的分析和计算。

3. 差分放大器的应用在很多电路中，差分放大器被广泛应用于传感器接口、测量仪器、滤波器、通信系统等领域。

传感器输出的微小信号可以通过差分放大器放大后再进行数字化处理，以提高系统的灵敏度和动态范围。

而在通信系统中，差分放大器可以用来提高信号的抗干扰能力和减小信号的共模噪声。

4. 差分放大器的设计考虑在实际电路设计中，差分放大器的设计需要考虑很多因素，如增益的选择、输入端的阻抗匹配、共模抑制比的要求等。

还需要考虑电路的稳定性、带宽、功耗和成本等方面。

对于差分放大器的设计和优化来说，是一个综合考虑多方面因素的复杂问题。

5. 个人观点在我看来，差分放大器作为一种常见的电路，具有非常重要的作用。

它不仅可以用来放大信号，还可以提高系统的性能和稳定性。

在实际工程中，我认为掌握差分放大器的设计原理和计算方法是非常有价值的，可以帮助我们更好地理解和应用电子电路。

总结差分放大器作为一种重要的电子电路，在信号处理和测量中起着重要的作用。

通过深入研究差分放大器的概念和计算公式，我们可以更好地理解其工作原理和性能特点，为实际电路设计和应用提供有益的指导。

差分放大器电路原理

差分放大器电路原理
差分放大器是一种具有高输入阻抗、低输入失调电压、高输出摆幅的放大电路。

差分放大器是由两个放大器组成的。

一个放大器输入信号端与输出信号端之间用两个电阻接地，输出端则与电源接地。

这种电路中的电压摆幅是由两个放大器的输出电压的差分表示，故称为差分放大器。

例如，在差分放大器中，一个放大区有5个电阻，两个放大区有10个电阻，则差分放大器的电压摆幅是：
1.差动式电路
差动式电路又称为差动放大器、差动达成器、差分达成器等，是一种常用的基本放大电路。

差分放大器在信号处理中有广泛应用。

差分放大器由两部分组成：一是差分输入部分，它对输入信号进行放大；另一部分是差分输出部分，它对输出信号进行放大。

差动输出部分由一个电容器和两个电阻组成，这两个电阻与输入信号形成等电位。

在差分放大器中，当一个输入信号很小时，只有一个放大区的电流通过；而当一个输入信号很大时，却有两个放大区的电流通过。

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（1）当VIN1<VIN2时：
VIN1足够小时，M1管关 断，电流 I1=0，所以 VOUT1=VDD，此时M2管中的电流 为I2=I，VOUT2=VDD-RDI。随着 VIN1的增大，M1管开启，并处于 饱和区，电流I1上升，输出电平 VOUT1下降。相应地，M2管中的 电流I2开始下降，输出电平VOUT2 上升。在这一段，电流I1<I2， I1+I2=I。
(5.2.24)
(5.2.25)
考虑到I1 + I2 =I，且 ，I1 ≥ 0 I2≥ 0 ，所以差分电流取得 最大值时：I1 = I ， I 2 =0 或 I 1= 0 ， I 2= I 。也就是一个 MOS 管截止，另一个MOS管取得全部偏置电流的情况。这 时差分输出电压同时取得最大值：
(5.2.26)
差分电路的第四个优点是差分结构提高了电路的线性度。 由于输出信号的对称性，它们之间的一些非线性分量将抵 消，这一点将在第11 章中详细说明。
总之，差分电路和单端电路相比，它的面积虽然增大 了一倍，但它却大大改善了电路的性能。尤其对于难以实现 精确外部控制的集成电路来说，差分电路有巨大的优势，这 就是当前差分电路得到广泛应用的原因。
VIN1 =VGS1 +VN
VIN2 =VGS2 +VN
VIN1 - VIN2 =VGS1 - VGS2 根据(5.2.2)和(5.2.3)，有：
(5.2.4) (5.2.5) (5.2.10)
(5.2.11)
所以：
为了方便求解，对(5.2.12)式两边同时平方，得到：
(5.2.12)
经过整理，得到I1*I2的表达式为： 考虑到： 将(5.2.14)式带入(5.2.15)式得：
信号等效模型来替代，得到交流小信
号电路图5.2.6(见下页)。
图5.2.1 大信号下的差分放大器
图5.2.6 差分放大器交流小信号等效电路图
在输入端加入差分信号，不妨设M1管栅极电压增加Δv，M2 管栅极电压减小Δv，两管源极电位变化Δvn。那么M1和M2管产 生的交流电流分别是gm1(Δv-Δvn)和-gm2(Δv-Δvn)，在vn点应 该满足：
I
=
µ n Cox 2
W1 L1
(VGS1
− VTH1 )2
(5.1.1)
图5.1.1 单端放大器
g m1
=
µ n Cox
W1 L1
(VGS1
− VTH1 )
vout vin
= g m1RD
=
µ nCox
W1 L1
RD (VGS1 − VTH1 )
(5.1.2)
假设R〈〈ro1
(5.1.3)
从(5.1.3)式：
由于不存在提供偏置电流的电流源，因此该电路仍然 受到直流偏置电平的影响。从这一点来看伪差分电路不如差 分电路。伪差分电路的电压摆幅也比半边的单端电路增大了 一倍，而且由于没有偏置电流源，所以更适合在低电源电压 下使用。伪差分电路的线性度一般要高于差分电路，这将在 11 章中说明。
上面所讲的差分放大器都是共源放大器，共栅放大器和源极跟 随器也可以构成差分结构，如图5.1.4 (a)(b)所示。
对于共栅放大器来说， 直流偏置电平VB的变化会 引起放大器输入管跨导等 参数的改变，进而影响放 大器的性能。可以考虑在 其下方加入偏置电流源来 解决这一问题。
图5.1.4 (a)差分共栅放大器
图5.1.4 (b)差分源极跟随器
实际上更常见的应用是结 合图5.1.2 中的差分共源输入和 图5.1.4中的共栅级构成差分共 源共栅放大器。对于源极跟随 器，由于它的增益接近1，并且 输出信号跟随输入信号变化， 所以不存在共源放大器中的问 题，直流电平的变化影响较小。 差分共栅放大器和差分源极跟 随器同样具有输出信号摆幅增 加，线性度提高的特点。
如图5.1.2，放大器有两个输入
端——vin1、vin2；两个输出 端——vout1、vout2；输入管M1和 M2的源极不是接地电位，而是共同 接在电流源I上。它是对称的双端
输入－双端输出放大器，这种对称
结构叫做差分结构。当放大器的两
个输入端直流偏置电平相等时，那
么根据电路的对称性，两个输出端
的直流电平也相等。在输入端加入
由于存在单端输入、单端输出、差分输入、差分输出等 4 种形 式，它们之间可以组合成4 种结构的放大器。除了前面提到的单端 输入－单端输出，差分输入－差分输出结构外，还包括单端输入－ 差分输出和差分输入－单端输出两种结构，如图 5.1.5。
习惯上以输入 结构来划分放大器 的种类，因此凡是 差分输入的放大器 一般统称为差分放 单端输入－单端输出 差分输入－差分输出 大器。
(5.2.13) (5.2.14)
(5.2.15)
(5.2.16) 将(5.2.16)式展开并化简，得到差分电流I1-I2和差分输入电压 VIN1-VIN2之间关系：
(5.2.17) 结合(5.2.6)和(5.2.7)，得到差分输出电压和差分输入电压之 间的关系是：
(5.2.18)
对于(5.2.17)和(5.2.18)式，应该注意它们成立的条件， 根据(5.2.13)：
图5.2.2 差分放大器半边电路 直流电流随差分输入信号的变化。
变化范围是0－I，因而也确定 了半边电路输出直流电平的最 大范围变化是VDD-IRD－VDD。
图5.2.3 差分放大器半边电路输出电压随差分输入信号的变化。
对于差分电路，我们更关 心差分输入电压（VIN1-VIN2） 和差分输出电压（VOUT1-VOUT2） 的之间的联系。
对半边电路的共源放大器来说，由于 vn接地，所以输入 的交流信号全部加在MOS管的栅源之间，设 vin1= Δv , vin2 = - Δv，那么差分输入信号vin2= Δv 。令gm1=gm2=gm ， 忽略MOS管的沟道长度调制效应，其交流小信号增益是：
vout vin
= g m1RD
=
µ n C ox
W1 L1
RD
(VGS1
− VTH1 )
看到单端放大器的小信号增益受直流偏置电平的影响。在
实际电路中，由于干扰信号和噪声的存在，以及一些寄生
效应的影响，人们很难精确控制直流电平的大小，这直接
影响了单端放大器的性能。为了解决这个问题，可以采用
一种新的电路结构——差分结构。
(gm1－gm2 )Δv－(gm1+gm2) Δv n=0
因为gm1=gm2，所以：
(gm1+gm2 )Δv n =0→Δv n =0 也就是说当差分放大器输入差分信号时， vn点的电压
保持不变，可以看成交流地。当该点到地的电阻为有限值 时，也能得到同样的结论。这样我们能简便地计算差分放 大器的增益。
差分电路的第二个优点 是使得输出信号的电压摆幅 扩大了一倍。
对图5.1.2 的差分放大 器而言，因为它的输出信号 是一对差分信号，这意味着 vout1和vout2之间具有等幅、 反相的关系，所以（vout1vout2）的摆幅将是单个输出 端摆幅的两倍。
图5.1.2 差分放大器
差分电路的第三个优点来源于偏置电流源。影响单端电路偏 置状态的主要因素是输入管的直流偏置电平。而影响差分电路偏 置状态的主要因素则是偏置电流源的电流大小。前面已经说过， 在集成电路中难以实现精确的电压控制，由于各种扰动和噪声， 直流电压会产生不希望的波动。而集成电路中的电流源相对稳 定，容易实现。
差分电流、差分输出电压随差分输入电压的变化分别如 图5.2.4和图5.2.5 所示(见下页)。将它们分别和图5.2.2、 5.2.3 的半边电路直流传输特性进行比较，我们发现差分电流 或电压的变化量恰好是半边电路中电流或电压变化量的 2 倍，这正是差分放大器中固定不变的偏置电流源 I的作用。
图5.2.4 差分电流随差分输入信号的变化 图5.2.5 差分输出信号随差分输入信号的变化
图5.2.1 大信号下的差分放大器
列出下面的直流方程：
(5.2.1) (5.2.2)
(5.2.3) (5.2.4) (5.2.5) (5.2.6) (5.2.7)
解出差分放大器的直流工作点。当电路完全对称的时候，有：
(5.2.8)
(5.2.9)
接着来看当差分放大器的直流输 入电压（VIN1-VIN2）发生变化时，电 路中电压和电流的变化规律。先观察 半边电路的情况：
（2）当VIN1=VIN2时：
就是前面分析的直流偏置状态。
（3）当VIN1>VIN2时：
这时M1和M2管的情况正好相反， I1趋近偏置电流I，VOUT1趋近VDD-RDI。 M2管逐渐从饱和区进入截止区， I2趋 近0，VOUT2趋近VDD。
根据以上分析，在图 5.2.2 和5.2.3 中分别画出半 边电路的直流电流和输出电 压随差分直流输入电压 （VIN1-VIN2）的变化规律。 由于偏置电流源I的存在，它 限定了半边电路电流的最大
大小相等、相位相反的信号——这
样的一对信号称为差分信号，则输 图5.1.2 差分放大器
出端也同样是一对差分信号。图 5.1.2 的放大器叫做差分放大器， 因为它的
输入、输出都是差分信号，所以 更准确的，称之为全差分放大器。
5.1.2 差分电路的优点
现在来看看差分放大器是如何解决单端放大器中遇到的交流 增益受直流偏置电平影响这一问题的。它的关键就在于两个输入 管下面连接的电流源。由于电路结构的对称性，左半边电路和右 半边电路流过的直流电流都是I/2。即使加在差分电路两个输入端 的直流电平发生变化，两边电路的电流仍然保持不变，还是 I/2。 这样电路的偏置电流不变，输入管的跨导和输出电阻都不变，于 是放大器的增益也就不变了。所以差分电路的一个重要优点就是 克服了偏置电平变化带来的影响，使得放大器的性能保持稳定。 （请读者考虑：如果在共源放大器的源极加入电流源，是否可以 呢？）