差分放大电路的共模信号分析
共模信号分析当两个输入端同时输入理想的共模信号时，即相当于将vi1和vi2短接并同时接到输入电压v s ，其re模型小信号交流等效电路如下图所示：
图9-02.07
下面我们分析这个差分放大电路对共模信号的响应：
共模放大系数：由于差分放大电路完全对称，当vi1和vi2输入相同的信号（即共模信号）时，我们在图中一致用vi表示，其输入电流ib1和ib2也是完全相同的，故在图中我们一致用ib表示；且其在输出端产生的输出信号vo1和vo2也是完全相同的，故我们在图中一致用vo表示。
输入电流ib的计算式为：
上式的左右两端都有i b ，我们将其整理一下，将含ib的项都归并到等式左边，可得：
输出电压vo为：
因此，共模放大系数ac为：
在上式中，通常re远小于r e ，且我们视 β ≈ β +1，故上式可近似为：
共模输入阻抗：共模输入阻抗定义为：共模输入电压除以共模输入电流，其计算式为：
将上面算得的ib的表达式代入，可得：
共模输出阻抗：共模输出阻抗的计算方式和上面差模输出阻抗的计算方式相同，我们将差分放大电路看作一个整体，画出其和输出端子的关系，如下图所示：
图9-02.08
如果只使用其一个输出端子作为共模输出，容易看出其共模输出阻抗为：
** 3. 使用恒流源偏置**
一个好的差分放大电路，其差模放大系数ad最好远大于共模放大系数a c ，根据我们前面算得的差模放大系数和共模放大系数的表达式：
由于re一般固定，要增大差模放大系数，只能靠增大r c ；而增大rc后，又会使得共模放大系数增大，为使共模放大系数减小，我们需要增大分母r e ，最好re为无穷大。对于这种既需要有一定的直流电流通过、又希望交流等效电路中电阻为无穷大的情况，一般可以使用恒流源来实现。理想的的恒流源，其交流阻抗为无穷大；但是实际的恒流源都会带有一定的交流阻抗，表现为在理想恒流源旁边并联一个很大的电阻r o 。
使用实际恒流源偏置的差分放大电路如下图所示：
图9-02.09
其中，恒流源用来提供直流偏置电流。对于交流通路，恒流源的理想部分表现为断路，小信号交流电流全部都从ro通过，这个ro就相当于原来的交流等效电路中的r e 。由于ro的阻值非常大，根据上面的共模放大系数的计算公式，可以使其共模放大系数非常小。
这种使用恒流源来改善电路性能的技巧经常用于ic芯片的设计中，而在分立元器件电路中使用这种技巧并不是很方便。因为每个bjt晶体管的参数会随器件品质而波动，因此每个电路你都要用可调电阻去把偏置电流调整到设计值，批量生产时，这个工作量会非常大。
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输入电流ib的计算式为：
上式的左右两端都有i b ，我们将其整理一下，将含ib的项都归并到等式左边，可得：
输出电压vo为：
因此，共模放大系数ac为：
在上式中，通常re远小于r e ，且我们视 β ≈ β +1，故上式可近似为：
共模输入阻抗：共模输入阻抗定义为：共模输入电压除以共模输入电流，其计算式为：
将上面算得的ib的表达式代入，可得：
共模输出阻抗：共模输出阻抗的计算方式和上面差模输出阻抗的计算方式相同，我们将差分放大电路看作一个整体，画出其和输出端子的关系，如下图所示：
图9-02.08
如果只使用其一个输出端子作为共模输出，容易看出其共模输出阻抗为：
** 3. 使用恒流源偏置**
一个好的差分放大电路，其差模放大系数ad最好远大于共模放大系数a c ，根据我们前面算得的差模放大系数和共模放大系数的表达式：
由于re一般固定，要增大差模放大系数，只能靠增大r c ；而增大rc后，又会使得共模放大系数增大，为使共模放大系数减小，我们需要增大分母r e ，最好re为无穷大。对于这种既需要有一定的直流电流通过、又希望交流等效电路中电阻为无穷大的情况，一般可以使用恒流源来实现。理想的的恒流源，其交流阻抗为无穷大；但是实际的恒流源都会带有一定的交流阻抗，表现为在理想恒流源旁边并联一个很大的电阻r o 。
使用实际恒流源偏置的差分放大电路如下图所示：
图9-02.09
其中，恒流源用来提供直流偏置电流。对于交流通路，恒流源的理想部分表现为断路，小信号交流电流全部都从ro通过，这个ro就相当于原来的交流等效电路中的r e 。由于ro的阻值非常大，根据上面的共模放大系数的计算公式，可以使其共模放大系数非常小。
这种使用恒流源来改善电路性能的技巧经常用于ic芯片的设计中，而在分立元器件电路中使用这种技巧并不是很方便。因为每个bjt晶体管的参数会随器件品质而波动，因此每个电路你都要用可调电阻去把偏置电流调整到设计值，批量生产时，这个工作量会非常大。
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