VI-B1H-CVAvc=uoc/uic=uoc1-uoc2/uic≈0      (⒍2.13)

實際上,要達到電路完全對稱是不可能的,但即使這樣,這種電路抑制共模信號的能力還是很強的。如前所述,共模信號就是伴隨輸人信號一起加人的干擾信號,即對兩邊輸人相同或接近相同的干擾信號,因此,共模電壓增益越小,說明放大電路的性能越好。

單端輸出的共模電壓增益表示兩個集電極任一端對地的共模輸出電壓與共模信號電壓之比,由圖6.2.5b可得

Auc1=uoc1/uic=uoc2/uic=-brc/rbe+(1+b)2ro          (⒍2.14)

一般情況下,(1+b)2ro>>rbe,b>>1,故式(6.2.14)可簡化為

(a)射極耦合差分式放大電路在共模輸人時的交流通路 (b)共模輸人半邊小信號等效電路

auc1=-c/2roR              (6.2.15)

由式(6.2.15)可以看出,ro越大,即電流源Jo越接近理想情況,丸cl越小,說明它抑制共模信號的能力越強。

共模抑制比KcMR①,為了說明差分式放大電路抑制共模信號的能力,常用共模抑制比作為一項技術指標來衡量,其定義為放大電路差模信號的電壓增益丸d與共模信號的電壓增益Avc之比的絕對值,即

KcMR的下角系Common Modc Rejection的縮寫。

               KcMR=|aud/auc|              (⒍2.16)

由此可見,差模電壓增益越大,共模電壓增益越小,則抑制共模信號的能力越強,放大電路的性能越優良,因此希望KcMR值越大越好。共模抑制比有時也用分貝(dB)數來表示,即

               KGMR=201g|aud/auc|db     (⒍2.17)

在差分式放大電路中若電路完全對稱,如由雙端輸出,則共模電壓增益auc=0,其共模抑制比Kc.MR將是一個很大的數值,理想情況下為無窮大。如從單端輸出,則根據式(6.2,12a)和式(6.2.15)可得共模抑制比的表達式為

              kcmr1= |aud1/auc1=bro/rbe|             (⒍2.18)

由上式可知,電流源的小信號電阻ro的數值越大,抑制共模信號的能力愈強,這與前面分析的結論是一致的。

單端輸出時,總的輸出電壓由式(6.2.9)(其中Aud=aud1,auc=Aucd1)和式(⒍2,18)得

uo1=adu1uid(1+uic/kcmr1uid)    (6.2.19)

由上式可知,在設計放大電路時,必須至少使共模抑制比ΚcMR大于共模信號與差模信號之比,例如,設KcMR1=1000,oic=1 mV,rid=1 uⅤ,則式(6.2.19)中的第二項與第一項相等,這就是說,當放大電路的共模抑制比為1000時,兩輸人端的信號差為1 uV,它與兩輸入端加有1 mⅤ的共模信號所得到的輸出電壓相等。顯然,如果將KcMR1值增至10000,則式(6.2.19)中的第二項只有第一項的十分之一,再一次說明共模抑制比愈高,抑制共模信號的能力愈強。

頻率響應,雙端輸入、雙端輸出的差分式放大電路,因兩邊電路對稱,因而可用單邊共射極電路來分析。由于存在密勒效應,其高頻響應與共射極放大電路相同。但因差分式放大電路采用直接耦合方式,因此它具有極好的低頻響應。

關于輸入電阻和輸出電阻的計算,可按通常的方法處理,其結果見表6.2.1,讀者可自行分析。

綜上分析可知,差分式放大電路有兩種輸人方式和兩種輸出方式,組合后便有四種典型電路,現將它們的電路圖、技術指標和用途歸納為表6,2,1,以便于比較和應用。

例6,2.1 電路如圖6.2,2所示,設Tl、T2的b=200,vbE=0.7Ⅴ,rbb`=200Ω, ro=1 mA, Rcl=Rc2=Rc=10 kΩ, ycc=+10Ⅴ, -ym=~10V。 試求:

電路的靜態工作點;雙端輸人、雙端輸出的差模電壓增益aud、差模輸人

電阻rid、輸出電阻Ro;當電流源的ro=83 kΩ時,單端輸出時audl、Auc1和

KcMR1的值;當電流源fo不變,差模輸入電壓vjd=0,共模輸人電壓vic=-5Ⅴ或+5Ⅴ時的ycE值各為多少?

解:靜態工作點及rbe由于ro=1mA,差分對管的集電極電流和電壓分別為

rc=rcl=Jc2=ro=0.5mA

ycl=vc2=ycc-rc=1oⅤ-0・5×10Ⅴ=5Ⅴ

因        uil=ui2=0,yE=-ybE=~0.7Ⅴ

所以    vcEI=vcE2=vc-ve=f5-(-0.7)JV=5.7V

rbe=rbb+(1+b)26(mv)/ic=200Ω+(1+200)26/0.5Ω=10.7 kΩ

雙端輸入、雙端輸出時的uid、Rid和Ro

aud=-brc/rbe=-200*10kΩ/10.7kΩ=-187

Rid=2rbe=21.4 kΩ

Ro=2Rc=20kΩ

單端輸出時

aud1=1/2aud=-9⒊5

auc1=-rc/2ro=-10kΩ/2*83kΩ=-0.06

Kcm1=|aud1/auc1|=93.5/0.06=1558

uic=-5V或+5V時的vcE各為多少

當uic=-5V,ve=(-5-0.7)V=-5.7V,rc1=o,5 mA,Vcl=5V

所以     vce=y(r1=yt~1F=5V-(-5.7V)=10.7V

當   uic=+5V,ve=(5-0.7)V=4,3V,li1=5V

I/σ=ycrl=vc1-vE=5V-4.3V=0.7V

由上分析可知,當共摸電壓ric變化時,電流源Jo和ic1、ic2不變,但vce變了,這意味工作點變了,當uic=5V時,TI、T2進人飽和|K,這說明對輸人的共模電壓要限制在一定的范圍內,才保證T1和T2工作在線性放大區。