简明差分放大电路解析

简介：
《简明差分放大电路解析》一书深入浅出地介绍了差分放大电路的基本原理、设计方法及其应用，适合电子工程专业的学生和工程师阅读。 集成电路中的电路通常使用恒流源作为偏置元件，并且这些偏置电流在工作过程中保持不变。所有的参数计算都是基于这个稳定的电流值进行的。 最简单的恒流源是镜像恒流源，以差分放大器为例来详细解释其原理：电源Vcc通过电阻R1和晶体管Q2产生一个基准电流Iref, 然后该基准电流在Q1的集电极处形成相应的偏置电流Ic1。这个偏置电流作为给某个放大器提供稳定工作条件的基础。 从静态分析来看，假设 Ib1 = Ib2 = Ibase（基极电流），并且由于晶体管特性有Ic1 = Ic2 ≈ Iref - 2*Ib，进一步简化为当β（增益因子）远大于2时，可以近似认为Ic2≈Iref=[(Vcc-Ube)/R]。这里Ube是基射极电压。 然而从动态角度理解则更为直观：在电源接通的瞬间，Q1和Q2的基极开始产生电流（即Ib1和Ib2），进而导致集电极处有相应的发射电流（如Ic2）。根据晶体管特性公式 Ic = β * Ib，在初始阶段，流经电阻R1的电流会导致电压降。当此电压降超过一定值时（例如4.3V左右），基射间电压不足以维持0.7V的工作条件，导致基极-发射极间的PN结不能正常导通。 因此，镜像恒流源通过动态过程保持输出电流Ic2与基准电流基本一致，并且两者呈现出“镜像”的关系。