FET差分式放大电路的工作原理

差分放大电路图：

差分放大电路图

差异概念：

1. 差动放大电路一般有两个输入端：

单端输入——仅从一个输入端对地加信号。

双端输入——从两输入端同时加信号。

2. 差动放大电路可以有两个输出端。

双端输出——从d1 和d2输出。

单端输出——从d1或d2 对地输出。

3.差模信号与共模信号

共模信号大小相等，相位相同； 差模信号大小相等，相位相反。

差分电路信号等效为一对共模信号和一对差模信号之和。

差模电压增益，共模电压增益以及总输出电压见下图：

4.共模抑制比

共模抑制比反映抑制零漂能力的指标。

共模抑制比K计算公式详细见下图：

共模抑制比

FET差分式放大电路：

1.电路结构

特点：结构对称,参数对称。 

差放电路结构

2.工作原理

静态时：Vi1 = Vi2 = 0

可推导出下图结论，

动态时：仅输入差模信号

因公式和图形太多不好书写，详细见下图

差模电压增益：

Vi1和Vi2大小相等，相位相反，使Id1增加量和Id2减小量抵消，流过恒流源的变化电流为零，所以在电流源内阻r0上交流压降为零，可看为交流短路到地。

差模交流通路

因此，差模交流通路可以化简如下：

可以推导出差模电压增益如下图所示：

结论：双倍的元器件换取抑制零漂的能力

差模输入电阻：

R~ ~i= ∞

差模输出电阻：

两个漏极之间看进去的等效电阻：Ro = Rd1 +Rd2

更精确点是 ：Ro = rds1 || Rd1 +rds2 || Rd2

从下图可以计算方便看出输入输出电阻：

经过上面的分析可以总结出：

1.Vi1和Vi2大小相等，相位相同。 Vo1和Vo2大小相等，相位相同。 Vo= Vo1- Vo2= 0，双端无信号输出。

2.实际上单端输出时也有很强的共模信号抑制能力。

共模电压增益：

Vi1和Vi2大小相等，相位相同，Id1和Id2同时等量增加或等量减小。 流过源极公共支路的变化电流是单边的2倍，所以电流源内阻需要保留，公共源极s电位将明显变化，这与差模输入情况有本质的区别。

共模交流通路

共模输入电阻： Ri =∞

共模输出电阻 ：Ro = Rd1 +Rd2

共模抑制比 ：见下图

共模抑制比

结论：共模信号无输出，被抑制，共模抑制比无穷大。 温漂可认为是共模信号。

总结：

1.因此， 运用叠加定理， 信号的作用可以认为是差模信号和共模信号共同作用的结果。 分别求出仅输入差模信号、仅输入差模信号的输出，而后叠加。

2.差分放大电路功能：

（1）放大差模信号。

（2）抑制共模信号，共模抑制比趋于无穷大。

（3）抑制零点漂移，温度变化时，管子的电流变化完全相同，故可将温度漂移等效为共模信号。