1 底部用恒流源的原因 ?
最底部用 恒流源 可制共模电压
假若输入电压 Vi1 与 Vi2 的共模电压变化,即同时增大或者减小,根据电路的 对称性,两边的电流会 同时增大或者减小,导致输出端 RL 两边的电压同时增大或者减小,但是值是一样的,即 将输入的共模电压 传导到了 输出上,是不希望的
若想 输出端共模电压不变化,则 流过两个 Rc 的电流要稳定,即 T1和T2 的电流要稳定,即底部要用 恒流源
底部T3 工作在放大区,即 VT3ce 足够大,集电极电流 只与基极电流相关,基极电压VT3b固定,则集电极电流 = (VT3b -0.7)/R3 为定值
由于工作在放大区,受基极电流限制,VT3ec 可以有较大变化不影响恒流输出,从而钳位 T1be 和 T2be,使这两个电压固定,跟随输入共模电压的变化而变化,对应的 T1和T2 集电极电流不变
2 输出的差模电压会有多大?
假设差模电压产生的 电流及假设电流方向 如图所示,因为底部是恒流源,所以 T1与T2 的集电极电流设为 ΔI,方向相反
ΔIc = ΔIb + Δ I = ΔI - ΔIa
所以 ΔIa = - ΔIb ,即 右侧 Rc 流出的电流,又经左侧 Rc 流回去了,大小相等
电压公式 ΔIb x Rc + ΔIc x RL = ΔIa x Rc 即 ΔIc x RL = -2ΔIb x Rc = -2(Δ Ic - Δ I) x Rc
Δ Ic = (2Rc / (2Rc+RL)) x Δ I
所以 输出差分电压 V0 = Δ Ic x RL = ((2Rc x RL) / (2Rc+RL)) x Δ I
验证一下 : 当 RL 很大时,V0 = 2Rc x Δ I,此时RL流过电流近似为0,所以电压为左右两侧 Rc 之和,正确
当RL为0 时,输出电压为0 ,正确
当RL为 Rc 时,电压为 2/3 Rc x Δ I,对比图一,电压电流正确
又因为 Δ I = β ΔV1,所以实际放大的差模电压倍数是 V0 = β((2Rc x RL) / (2Rc+RL)) x ΔV1,在RL很大时,放大 2β倍
3 怎么判断是工作在截止区还是放大区还是饱和区
当作开关使用的,工作在饱和区和截止区,用于降低功耗和减小漏电流,如 LVDS 的发送端,由于基极变化较大,速度降低
用于放大的,工作在放大区,如 lvds 的接收端 和 lvpecl ,cml 的发送/接收端