差分电路详解：模拟集成电路中的核心应用

"该课程资料主要讲解了模拟集成电路中的差分电路设计，涵盖了直流偏置技术、差分式放大电路的传输特性、集成电路运算放大器的相关知识，还涉及实际运放的主要参数及其对应用电路的影响，以及模拟乘法器和放大器中的噪声与干扰问题。在差分式放大电路部分，详细探讨了其一般结构、射极耦合和源极耦合两种类型的差分放大电路，以及如何处理不同输入信号情况下的差模和共模信号。" 差分电路是模拟电子技术中的重要概念，尤其在模拟集成电路设计中占据核心地位。差分电路的主要目的是提高信号的抗干扰能力，同时减少共模噪声的影响。通过比较两个输入信号的差值，它可以有效地抑制由于电源波动或外部干扰引起的共模信号，而放大差模信号。 6.2章节主要讨论了差分式放大电路。差分放大电路的一般结构通常包含一对输入端，分别接收两个相位相反的信号vi1和vi2。这种设计使得电路能够区分差模信号（vi1和vi2的差值）和共模信号（vi1和vi2的平均值）。差模信号是电路真正希望放大和传输的部分，而共模信号被视为噪声，应被尽可能地抑制。 6.2.2节深入研究了射极耦合差分式放大电路。这种电路由两个共射放大器组成，它们的输入端分别连接到两个信号源，输出端则通过射极电阻连接。当vi1等于vi2时，电路简化为两个独立的共射放大器，可以分别分析。若vi1等于-vi2，电路则变为不带射极电阻的共射放大器形式。对于vi1不等于vi2且不等于-vi2的情况，电路需要同时考虑差模和共模信号的处理。 差模信号和共模信号的处理是差分放大电路的关键。差模电压增益表示电路对差模信号的放大倍数，而共模电压增益则是电路对共模信号的放大倍数。理想情况下，差分放大器的共模电压增益接近于零，意味着它几乎不放大共模信号，从而提高了信噪比。 6.3节探讨了差分式放大电路的传输特性，这涉及到信号通过放大器后的输出特性，包括增益、频率响应和线性范围等。理解这些特性对于优化电路性能至关重要。 6.4节介绍了集成电路运算放大器，它是差分放大电路的常用组件。了解其主要参数，如开环增益、输入失调电压、输入阻抗和输出阻抗，可以帮助设计者合理选择和应用运算放大器，以满足特定电路的需求。 6.5节提醒我们，实际运放的参数会直接影响应用电路的性能。例如，噪声和偏置电流可能会影响电路的稳定性和精度，需要在设计时予以考虑。 6.6节提到了变跨导式模拟乘法器，这是一种能实现模拟信号乘法的电路，对于信号处理和频率变换有重要作用。 6.7节则关注放大器中的噪声和干扰。在设计和分析电路时，必须考虑这些因素，以确保电路的稳定性并降低噪声引入的误差。 总结来说，这个课件提供了全面的差分电路知识，从基本概念到实际应用，覆盖了直流偏置、放大器参数、噪声管理等多个方面，对学习和理解差分电路及其在模拟集成电路中的应用具有极高价值。