差分放大電路單端輸入信號的射極耦合傳輸及等效變換
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0引言
圖1所示為典型長尾式單端輸入差分放大電路，利用電路分析的方法將單端輸人信號線等效變換成差模輸入信號、共模輸入信號的疊加，可深入理解輸入信號線經(jīng)發(fā)射極耦合傳輸、等效變換的過程。
以下分析，假設(shè)電路中對稱元件的參數(shù)相同。
圖1 長尾式單端輸入差分放大電路
圖1所示電路，輸人信號線經(jīng)ui經(jīng)T1的發(fā)射極耦合傳輸?shù)絋2的發(fā)射極，輸人回路的微變等效電路如圖2所示。其中： rbc為晶體管的輸人電阻；β為晶體管的電流放大系數(shù)。
圖2 單端輸入差分放大電路輸入回路的微變等效電路
在圖2中所設(shè)定的ui參考極性下，輸人回路所產(chǎn)生的各處電流、電壓是ib1為T1的基極電流，ie1為 T1的發(fā)射極電流，
；ib2為T2 的基極電流；ie2為T2的發(fā)射極電流，
；ie為發(fā)射極電阻Re中的電流；ue為發(fā)射極電位。
由圖2及KCL有：
變換式（1）有：
由圖2及式（2），輸入信號ui可表示為：
變換式（3）：
由圖2及式（2），式（4），發(fā)射極電位ue可表示為：
由圖1及圖2，ui作用下所產(chǎn)生的左邊輸入端和發(fā)射極之間的電極為：
由圖1及圖2，ui作用下所產(chǎn)生的右邊輸入端和發(fā)射極之間的電壓為：
式（6）、式（7）中，
為作用于輸入端和發(fā)射極之間的每邊差模輸入信號；
為作用于輸入端和發(fā)射極之間每邊的共模輸入信號即總的共模輸入信號，表達式中含發(fā)射極電阻Re ；反映了Re對共模輸入信號的抑制作用，發(fā)射極電阻Re越大，共模負反饋抑制作用越強，共模輸人信號越小。
式（6）、式（7）表明，輸入信號ui在輸入回路可等效分解為差模輸入信號、共模輸入信號的疊加，如圖3所示。
圖3 ui等效分解為差模輸入信號、共模輸入信號疊加
圖4，圖5為輸入信號ui分解后差模輸入單獨作用等效電路及共模輸入單獨作用的等效電路。
圖4 ui分解后的差模輸入單獨作用等效電路
圖5 ui分解后的共模輸入單獨作用等效電路
2 信號的等效變換
在保持輸入端和發(fā)射極之間的差模輸入信號不變，既保持輸入端所產(chǎn)生的差模輸入電流不變的前提下，可將圖4中每邊的差模輸人信號
等效變換作用于輸人端和地之間，發(fā)射極經(jīng)電阻Re接地，如圖6昕示。
圖6 接Re的差模輸入等效電路
在保持所產(chǎn)生的共模輸人咆流不變的條件下，可將圖5中每邊的共模輸入信號等效變換后作用于輸入端和地之問、共模輸人信號等效變換成數(shù)值為ui/2，發(fā)射極經(jīng)電阻Re接地，如圖7所示。
圖7 接Re的共模輸入等效電路
3 結(jié)論
差分放大電路的單端輸入信號，經(jīng)差分管的發(fā)射極耦合傳輸，可等效為差模輸入信號、共模輸入信號的疊加，且等效變換時，與發(fā)射極電阻Re取值大小無關(guān)。
發(fā)射極電阻Re抑制共模輸入信號，取值大小反映對共模輸人信號的抑制程度；發(fā)射極電阻 Re對差模輸入信號無影晌。
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