[发明专利]一种大动态差动放大器

说明书

本发明涉及一种用于音频功率放大器输入级或前置放大器输入级的大动态差动放大器。

差动放大器为提高共模抑制比而加恒流源是必要的，然而恒流源将差动放大器所能达到的最大电流输出值限死。在差动放大器承受上升速率很高的输入信号时，差动放大器给不出相应于输入峰值信号的峰值电流输出。这种在输入级过载时的瞬间产生的瞬态互调失真是一种非线性失真，这是导致音响设备中听感不好的重要原因之一。

本发明的目的在于提供一种带有两个镜象恒流源的双差动放大器，它既具有一般差动放大器的优点，又改进了一般差动放大器动态范围窄、反馈响应不够迅速的技术缺陷。

本发明是这样实现的：用8个三级管组成带双镜象恒流源的双差动放大器。每个差动放大器由两个三级管组成，每个镜象恒流源也由两个三级管和恒流源组成，两个差动放大器分别对输入信号的正半周和负半周进行差分放大。

采用本发明差动放大器，使输出电流的动态范围比已有的一般差动放大器的输出电流的动态范围大β倍。

以下将结合附图对发明作进一步详细描述。

图1是本发明的电路原理图。

图2是本发明的一个实施例的电路原理图。

图3是本发明的另一个实施例的电路原理图。

图4是本发明的又一个实施例的电路原理图。

图5是本发明的再一个实施例的电路原理图。

图6是本发明的最后一个实施例的电路原理图。

参照图1，上恒流源I′与三级管T1、T2组成一个镜象恒流源，下恒流源I与三级管T7、T8组成另一个镜象恒流源。三级管T1和T3、T2和T4、T5和T7、T6和T8的发射级分别互相联接。T2和T8的集电极分别联接各自的基极。T1、T5的集电极分别通过电阻R1和R2联接正电源（+Ec），T6的集电极也联接+Ec。T3、T7的集电极分别通过电阻R6和R5联接负电源（-Ec），T4的集电极也联接-Ec，T3与T5的基极联接信号Vi1，T4和T6的基极联接信号Vi2。

建立静态工作点时，取T1、T2管及T7、T8管各参数相同，即β1＝β2，β7＝β8，Ube1＝Ube2，Ube7＝Ube8，电阻R1＝R2＝R5＝R6，则有Ic2＝I′-Ib1-Ib2＝I′-2Ib。

其中，β1、β2、β7、β8和Ube1、Ube2、Ube7、Ube8分别为T1、T2、T7、T8的放大倍数和be结压降，Ib₁、Ib₂分别为T1、T2的基极电流，Ic2为T2的集电极电流。

因为I′》2Ib，所以Ic2≈I′。

又因为β1＝β2，所以Ic1＝Ic2≈I′。

其中，Ic1是T1的集电极电流。

同理，Ic7＝Ic8＝I

则：Ic1＝Ic2＝Ic3＝Ic4≈I′

Ic7＝Ic8＝Ic5＝Ic6≈I

其中，Ic7、Ic8为T7和T8的集电极电流。

另外，取β3＝β4，Ube3＝Ube4，β5＝β6，Ube5＝Ube6。

其中，β3、β4、β5、β6和Ube3、Ube4、Ube5、Ube6分别为T3、T4、T5、T6的放大倍数和be结压降。

可见，如果T1～T8各管参数相同，且满足I＝I′，则电路中各管的静态工作点也完全相同。

即：Ic1＝Ic2＝Ic3＝Ic4＝Ic5＝Ic6＝Ic7＝Ic8

电路工作时，在输入信号Vi正半周时，由T5和T7的集电极输出，T5的输出Vo1与Vi1反相，T7的输出Vo1与Vi1同相，在Vi的负半周时，由T3、T1的集电极输出，T3的输出Vo2与Vi1反相，而T1输出Vo2′与Vi1同相。Vi正半周时，Vo1和Vo1′幅度相等，相位相反。同理在Vi负半周时，对应的输出是Vo2和Vo2′。四个输出Vo1、Vo1′、Vo2、Vo2′可根据需要任意取舍，也可以全部使用。

在T1～T8管参数相同，且R1＝R2＝R5＝R6时，

则：I＝Ib7+Ib8+Ic8

∵Ib8+Ic8＝Ie8

又∵Ie8＝Ie6

∴I＝Ib7+Ie6

因此可以看出，电路在静态时，恒流源的电流等于T7的基极电流Ib7与T6的发射极电流Ie6之和，这一点与现有技术的差动电路不同。

同理I′＝Ib1+Ib2+Ic2＝Ib1+Ie4

上述各式中，Ie8、Ie4和Ib1、Ib2分别为T8、T4的发射极电流和T1、T2基极电流。

当输入信号Vi在正半周时，即Vi1＞Vi2时，