差分放大电路单端输入和双端输入的区别

差分放大电路是一种常见的模拟电路，广泛应用于信号放大、滤波、比较等场合。差分放大电路根据输入方式的不同，可以分为单端输入和双端输入两种形式。下面将介绍这两种输入方式的区别。

1. 单端输入差分放大电路

单端输入差分放大电路是指只有一个输入端的差分放大电路。其主要特点是电路结构简单，易于实现，但输入信号的共模抑制能力较差。

1.1 电路结构

单端输入差分放大电路通常由两个晶体管组成，其中一个晶体管作为输入端，另一个晶体管作为参考端。输入端的晶体管接收输入信号，参考端的晶体管接收一个固定的参考电压。两个晶体管的集电极分别连接到一个公共负载电阻上，形成差分放大电路。

1.2 工作原理

当输入信号为正时，输入端的晶体管导通程度增加，其集电极电流增大，而参考端的晶体管导通程度减小，其集电极电流减小。由于两个晶体管的集电极电流之和保持不变，因此两个晶体管的集电极电压差会增大，从而实现信号放大。

1.3 优点

单端输入差分放大电路的优点主要有以下几点：

• 电路结构简单，易于实现。
• 制作成本较低。
• 适用于信号幅度较小的场合。

1.4 缺点

单端输入差分放大电路的缺点主要有以下几点：

• 输入信号的共模抑制能力较差。
• 对电源电压波动和温度变化较为敏感。
• 信号放大倍数受到晶体管参数的影响较大。

2. 双端输入差分放大电路

双端输入差分放大电路是指有两个输入端的差分放大电路。其主要特点是输入信号的共模抑制能力较强，但电路结构相对复杂。

2.1 电路结构

双端输入差分放大电路通常由四个晶体管组成，其中两个晶体管作为输入端，另外两个晶体管作为参考端。输入端的两个晶体管分别接收正负输入信号，参考端的两个晶体管接收固定的参考电压。四个晶体管的集电极分别连接到一个公共负载电阻上，形成差分放大电路。

2.2 工作原理

当输入信号为正时，正输入端的晶体管导通程度增加，其集电极电流增大，而负输入端的晶体管导通程度减小，其集电极电流减小。由于两个输入端的晶体管集电极电流之和保持不变，因此两个输入端的晶体管集电极电压差会增大，从而实现信号放大。

2.3 优点

双端输入差分放大电路的优点主要有以下几点：

• 输入信号的共模抑制能力较强。
• 对电源电压波动和温度变化的敏感度较低。
• 信号放大倍数受到晶体管参数的影响较小。

2.4 缺点

双端输入差分放大电路的缺点主要有以下几点：

• 电路结构相对复杂，实现难度较大。
• 制作成本较高。
• 适用于信号幅度较大的场合。

3. 单端输入和双端输入差分放大电路的比较

3.1 共模抑制能力

单端输入差分放大电路的共模抑制能力较差，容易受到共模信号的干扰。而双端输入差分放大电路的共模抑制能力较强，能够有效抑制共模信号的干扰。

3.2 电路结构

单端输入差分放大电路的电路结构相对简单，易于实现。而双端输入差分放大电路的电路结构相对复杂，实现难度较大。

3.3 信号放大倍数

单端输入差分放大电路的信号放大倍数受到晶体管参数的影响较大，稳定性较差。而双端输入差分放大电路的信号放大倍数受到晶体管参数的影响较小，稳定性较好。

3.4 制作成本

单端输入差分放大电路的制作成本较低，适用于成本敏感的场合。而双端输入差分放大电路的制作成本较高，适用于对性能要求较高的场合。

3.5 应用场合

单端输入差分放大电路适用于信号幅度较小、对共模抑制能力要求不高的场合。而双端输入差分放大电路适用于信号幅度较大、对共模抑制能力要求较高的场合。

4. 结论

单端输入和双端输入差分放大电路各有优缺点，适用于不同的应用场合。在选择差分放大电路时，需要根据具体的应用需求和成本预算来权衡。在信号幅度较小、对共模抑制能力要求不高的场合，可以选择单端输入差分放大电路。而在信号幅度较大、对共模抑制能力要求较高的场合，可以选择双端输入差分放大电路。