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将负载做成电流镜像电路的差动放大电路。所谓电流镜像电路是一种恒流电路。将它作为放大电路的负载使用，就能够提高电路的增益。为此，经常用在OP放大器1C的初级上。 电流镜像电路在NPN晶体管的差动放大电路中使用PNP晶体管，在PNP晶体管的差动放大电路中使用NPN晶体管。 是将电流镜像部分抽出来的电路。 在该电路中，假设Tr1与Tr2的电特性（VBE和矗FE等）完全相同，由于基极之间是相连接的（基极电位相同），所以各自的发射极电阻的压降相同，为I1·R1=I2·R2（假设Tr1与Tr2的基极电流1B≈0）。进而，设R1=R2，则由上述关系得到I1=I2。 就是说，该电路在两个电路L431LM3C上流动的电流以相同的值进行工作。“电流镜像”的名称来源一种比喻，即将电路上流动的电流做成如镜子里见到的那样相同的值。 然而，在差动放大电路的情况下，两个共发射极电路的发射极紧挨着，并在此连接上恒流源。因此，两个电路的发射极电流之和为恒定值。在差动放大电路的负载上连接上电流镜像电路，会使两个电路上流动着相等的电流那样进行工作。可以认为电流镜像电路是设定值具有恒流源设定值1/2的一种恒流电路。 恒流电路的阻抗在理论上是无限大，所以电流镜像电路加到差动放大电路的集电极上，就如同与接上阻抗为无限大的负载电阻一样，电路的增益变得非常大（所用的晶体管能实现的最大增益）。 关于电流镜像差动放大电路的设计方法，除了电流镜像电路之外，其他部分完全与通常的差动放大电路一样。由于电流镜像部分也仅仅是增加两个晶体管，所以设计本身是选择晶体管的简单问题。 还有，在镜像电路中，两个晶体管的特性要一致，所以经常使用单片式
差动放大器电路是由特性相同的两放大管（称差动对管）及其他元件组成的电路结构对称的放大电路，利用对称性来实现电路的相互补偿，减少零点漂移。 差动放大电路工作原理 基本差动放大电路：下图为差动放大器的两种典型电路。其中左图为射极偏置，右图为电流源偏置。 差动放大电路图 （a）射极偏置差放 （b）电流源偏置差放 差动放大电路有两个输入端子和两个输出端子，因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。双端输入时，信号同时加到两输入端；单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地。双端输出时，信号取于两输出端之间；单端输出时，信号取于一个输出端到地之间。因此，差动放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。上面两个差动放大器电路均为双端输入双端输出方式。 差动放大电路的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号vI1、vI2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以vId表示，且有： 当外信号加到两输入端子与地之间，使vI1、vI2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以vIC表示，且： 当输入信号使vI1、vI2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号vId和共模信号vIc两部分组成，其中 根据上述，可得到下图的统一的简化差动放大电路。其中，IEE为差动对管公共射极支路的静态电流，Rem表示公共射极于地之间的动态电阻，即Rem=ro3, ro3为下图电流源电路的动态输出电阻： 差动放大电路简化电路。 欢
摘 要：介绍了差动放大电路演变历程，理论上分析了典型差动放大的工作原理以及特性参数的计算公式；应用虚拟实现技术--Proteus软件进行了静态特性、差模输入信号、共模输入信号的实验研究，并对实验现象进行了分析。 0 引言 在工程实践中，很多物理量，如温度、流量、压力、液面等均为模拟量，它们通过各种不同的传感器转化成的电量也均为变换缓慢的非周期信号，而其比较微弱，这类信号只有通过放大才能驱动负载；由于这类信号一般变换缓慢，所以采用直接耦合放大电路将其放大最为方便。 差动放大电路是一种基本的放大电路，多级直接耦合放大电路的输入级几乎毫无例外地采用这一基本单元电路--差动放大电路，具有高度对称性，在放大差模信号时，能较好地抑制共模信号，有较高的共模抑制比，解决了直接耦合放大器中既要放大有用信号，又要抑制温度等引起的零点漂移的问题。 1 差动放大电路演变历程 差动放大电路是构成多级直接耦合放大电路的前级基本单元电路，它是由典型的静态工作点(Q点)稳定电路演变而来的。经历了：利用射极电阻构成电压负反馈回路稳定静态工作点，如图1所示单管射极偏置电路；由两个型号一样、参数一致的差放对管构造的对称电路，所谓对称是指在对称位置的电阻值绝对相等，两只管子在任何温度下输入特性曲线与输出特性曲线都完全重合，如图2所示基本差动放大电路；以及长尾式差动放大电路图，如图3所示典型差动放大电路。 图1 单管射极偏置电路。 图2 基本差动放大电路。 图3 典型差动放大电路。 2 差动放大电路特性分析 2.1 基本差动放大电路特性分析 如图2所示，基本差动放大电路，电路两侧组件对称，管子型号、参数相同。输
图1所示为差动放大电路的基本形式。它是由两个完全对称的共射电路组成的，晶体管vt1和vt2完全匹配，集电极电阻rc1＝r2＝rc。 当输入状态不同时，差动放大器的工作情况也有所不同。下面分别予以说明。 （1）输入差模信号时 ①电压增益和输入电阻 这种输入方式的ui1与ui2相位相反，所以流经vt1，vt2的电流变化相位也相反。由于ui1与ui2幅度相同，则vt1，vt2两管电流将有相同的变化幅度。因此，射极电阻re中的电流变化为零。所以当差模信号输入时，差动放大器的交流等效电路如图2所示。 此时vt1，vt2均相当于普通的共射单管放大器。显然，当电路两边完全对称时，两管输出电压的相位相反，幅度相等。因此上述电路对称输出（也称差分输出）时的电压增益为 式中，au是单管共射放大器的电压增益。 图1 差动放大电路的基本形式 图2 差模信号输入时，差动放大器的交流等效电路 若是单端输出，该电路的电压增益将减半。 图3 所示为单管共射放大器的低频小信号等效电路，可求得单管共射放大器的电压增益为 式中，rl是放大器的负载电阻。 图3 单管共射放大器的低频小信号等效电路 单管共射放大器的源电压增益为 式中，ri是单管共射放大器的输入电阻，rs1是信号源us1的内阻，rb是放大器的基极偏置电阻。 当电路两边不对称时，两边输出信号将不平衡。但可以证明，只要fi．取得足够大，就能有效地克服这种不平衡性。
本文所应用到的相关器件资料：OPA2604 如图所示为具有低通滤波的差动放大电路。该电路是一种具有100Hz的低通滤波、差动输入／单端输出的高保真放大电路，其中OPA2604为场效应管输入型双运放集成电路，且将OPA2604接成两个电压跟随器，如图中的A1、A2所示。由于OPA2604具有很高的输入阻抗(1012Ω//8pF)和很低的偏置电流(50pA)，因而可保证电路具有较好的滤波效果。OPA604为单运放，而OPA2604为双运放，二者特性完全相同。 OPA604集成芯片的主要参数:
本文所应用到的相关器件资料：μA709 如图所示为μA709构成的可变增益差动放大电路。该电路的最大优点是在保持共模抑制比KCMR不变的前提下，可实现差动增益连续可调。电路中四个电阻R2和两个电阻R1的阻值必须分别相等，图中给出了典型应用时的数值。调整电位器R3，可实现连续调整电压放大倍数。 若增益调整电阻R3调到5Ω，则相应的比值R2／R3=104，此时电压放大倍数Av=-104×(2R2／R1)，显然该电路增益的调整范围很宽，而且调整方便。但需要强调指出：电压增益不能过大，因为当其增益大到Vo接近电源电压时，输出电压将出现严重的非线性失真。另外，在引脚1、8之间引入了RC补偿支路，在引脚5、6之间也引入了补偿电容C2，用以提高电路的稳定性，防止产生寄生振荡。 该电路的基本关系为： Vo=-(2R2／R1)·(1+R2／R3)·(Vi1-Vi2) Av=Vo／(Vi1一Vi2)=-(2R2／R1)·(1+R2／R3) 当R1=10kΩ，R2=50kΩ，R3=5kΩ时，Av=-110。 μA709集成芯片的电参数(VD=±15V，TA=25℃)
本文所应用到的相关器件资料：OP09A 该电路常用于监测信号的前置放大或各种数据放大，因而有时也称为数据放大电路。如图采用四运放OP-09A集成芯片，为了提高输入阻抗，这里仍然采用同相输入端加入信号电压的方法，同时为了保证两个信号源都加到运放的同相输入端，采用两个同相放大电路A1和A2组成第一级放大。电路结构对称，除了具有高输入阻抗外，还具有很高的共模抑制性能，第二级为差动放大电路。该电路可用于信号源有公共地端和不接地两种情况，图中所示为两信号源均有接地端的情况，若不需接地点时，可将两信号源的地点直接相连而悬空(即不与任何点相连)。 该电路的基本关系如下： OP-09A四运放集成运放的电特性(VD=±15V，TA=25℃)
本文所应用到的相关器件资料：OP200 如图所示为高输入阻抗同相差动放大电路。 该电路反相输入端的输入电阻较小，而同相输入端的输入电阻表面上看，似乎可以做得很大，但受平衡条件(为减小失调电压)的限制，也不可能太大，这对于带载能力较差的信号源而言，都是不适宜的。
本文所应用到的相关器件资料：μA709 如图所示为简单差动放大电路。两个输入信号Vi1和Vi2分别通过R1和R3、R4分压电路加到运放的输入端。Vi1加到运放的反相输入端，Vi2加到同相输入端，而输出电压Vo与Vi1、Vi2具有如下关系： 即输出电压等于两信号之差的R2／R1倍，适当选择R2／R1的比值，可获得不同的输出电压。