差分放大電路常見的形式有三種：基本形式、長尾式和恒流源式。
一、基本形式差分放大電路
1．電路組成
將兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的單管放大電路組合在一起，就成為差分放大電路的基本形式，如下圖所示。輸入電壓分成相同的兩部分加到兩管的基極，輸出電壓等于兩管的集電極電壓之差。
假設(shè)vt1和vt2的特性完全相同，相應(yīng)的電阻也完全一致，則當(dāng)輸入電壓等于零時(shí)，ucq1＝ucq2，即uo＝0。如果溫度升高使icq1增大，ucq1降低，則由于電路結(jié)構(gòu)對稱，icq2也將增大，ucq2也將降低，而且兩管變化的幅度相等，結(jié)果vt1和vt2輸出端的零點(diǎn)漂移將互相抵消。
2．電壓放大倍數(shù)
當(dāng)外加一個(gè)輸入電壓時(shí)，由于電路結(jié)構(gòu)對稱，vt1和vt2基極得到的輸入電壓將大小相等，但極性相反，如上圖所示。這樣的輸入電壓稱為差模輸入電壓，用uid，則放大電路輸出電壓的變化量為
△uo＝△uc1－△uc2=△uid
所以差分放大電路的差模電壓放大倍數(shù)為
ad=au1 (4.2.5)
上式表明，差分放大電路的差模電壓放大倍數(shù)和單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相同?？梢钥闯?，差分放大電路的特點(diǎn)是，多用一個(gè)放大管后，雖然電壓放大倍數(shù)沒有增加，但是換來了對零漂的抑制。
但是從抑制零漂的效果來看，基本形式的差分放大電路并不理想。其原因是電路兩側(cè)的管子特性和元件參數(shù)不可能完全相同，因此兩個(gè)三極管輸出端的溫漂也不可能完全抵消。為了衡量對零漂的抑制效果，需要提出一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，這就是共模抑制比。
3．共模抑制比
差分放大電路的輸入電壓有兩種形式，一種是差模輸入電壓uid，即兩個(gè)差放管的輸入電壓大小相等，但極性相反，見上圖。另一種是共模輸入電壓，即兩個(gè)差放管的輸入電壓大小相等，且極性相同，用uic表示，見下圖。
如果溫度變化，兩個(gè)差放管的電流將按相同的方向一起增大或減小，相當(dāng)于給放大電路加上一個(gè)共模輸入信號(hào)。所以可以認(rèn)為，差模輸入信號(hào)反映了有效的信號(hào)，而共模輸入信號(hào)可以反映由于溫度變化等原因而產(chǎn)生的漂移信號(hào)或其他干擾信號(hào)。
放大電路對差模輸入電壓的放大倍數(shù)稱為差模電壓放大倍數(shù)，用ad表示，即
(4.2.6)
而放大電路對共模輸入電壓的放大倍數(shù)稱為共模電壓放大倍數(shù)，用ac表示，即
(4.2.7)
通常希望差分放大電路的差模電壓放大倍數(shù)愈大愈好，而共模電壓放大倍數(shù)愈小愈好。
差分放大電路找人模抑制比用符號(hào)kcmr表示，它的定義為差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比，一般用對數(shù)表示，單位為分貝，即
(4.2.8)
共模抑制比描述差分放大電路對零漂的抑制能力。kcmr愈大，說明抑制零漂的能力愈強(qiáng)。在理想情況下，差分放大電路兩側(cè)的參數(shù)完全對稱，兩管輸出端的溫漂完全抵消，則共模電壓放大倍數(shù)ac＝0，共模抑制比kcmr＝∞。
對于基本形式的差分放大電路來說，由于內(nèi)部參數(shù)不可能絕對匹配，所以輸出電壓uo仍然存在溫度漂移，共模抑制比很低。而且，從每個(gè)三極管的集電極對地電壓來看，其溫度漂移與單管放大電路相同，絲毫沒有改善。因此，在實(shí)際工作中一般不采用這種基本形式的差分放大電路。
二、長尾式差分放大電路
為了減小每個(gè)管子輸出端的溫漂，引出了長尾式差分放大電路。
1．電路組成
在兩個(gè)放大管的發(fā)射極接入一個(gè)發(fā)射極電阻re，如下圖所示。這個(gè)電阻一般稱為“長尾”，所以這種電路稱為長尾式差分放大電路。
長尾電阻re的作用是引入一個(gè)共模負(fù)反饋，也就是說，re對共模信號(hào)有負(fù)反饋?zhàn)饔茫鴮Σ⒛Ｐ盘?hào)沒有負(fù)反饋?zhàn)饔?。假設(shè)在電路輸入端加上正的共模信號(hào)，則兩個(gè)管子的集電極電流ic1、ic2同時(shí)增加，使流過發(fā)射極電阻re的電流ie增加，于是發(fā)射極電位ue升高，反饋到兩管的基極回路中，使ube1、ube2降低，從而限制了ic1、ic2的增加。
但是對于差模輸入信號(hào)，由于兩管的輸入信號(hào)幅度相等而極性相反，所以ic1增加多少，i c2就減少同樣的數(shù)量，因而流過re的電流總量保持不變，則△ue＝0，所以對于差模信號(hào)沒有反饋?zhàn)饔谩?br>
re愈大，共模負(fù)反饋愈強(qiáng)，則抑制零漂的效果愈好。但是，隨著re的增大，re上的直流壓降將愈來愈大。為此，在電路中引入一個(gè)負(fù)電源vee來補(bǔ)償re上的直流壓降，以免輸出電壓變化范圍大小。引入vee以后，靜態(tài)基極電流可由vee提供，因此可以不接基極電阻rb，如上圖所示。
2．靜態(tài)分析
當(dāng)輸入電壓等于零時(shí)，由于電路結(jié)構(gòu)對稱，故設(shè)ibq1＝ibq2＝ibq，icq1＝icq2＝icq，ubeq1＝ubq2＝ubq，ucq1＝ucq2＝ucq，β1＝β2＝β，由三極管的基極回路可得靜態(tài)集電極電流和電位為
icq≈βibq
ucq＝vcc－icqrc（對地）
靜態(tài)基極電位為
ubq=－ibqr（對地）（4．2．12）
三、恒流源式差分放大電路
1．電路組成
恒流源式差分放大電路如下圖所示。由圖可見，恒流管vt3的基極電位由電阻rb1、rb2分壓后得到，可認(rèn)為基本不受溫度變化的影響，則當(dāng)溫度變化時(shí)vt3的發(fā)射極電位和發(fā)射極電流也基本保持穩(wěn)定，而兩個(gè)放大管的集電極電流ic1和ic2之和近似等于ic3，所以ic1和ic2將不會(huì)因溫度的變化而同時(shí)增大或減小，可見，接入恒流三極管后，抑制了共模信號(hào)的變化。
有時(shí)，為了簡化起見，常常不把恒流式差分放大電路中恒流管vt3的具體電路畫出，而采用一個(gè)簡化的恒流源符號(hào)來表示，如下圖所示。
2．靜態(tài)分析
估算恒流源式差分別電路的靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，通常可以從確定恒流三極管的電流開始。當(dāng)忽略vt3的基流時(shí)，可得到兩個(gè)放大管的靜態(tài)電流和電壓為
icq1=0.5icq3 (4.2.18)
ubq1= - ibq1r (4.21)
四、差分放大電路的輸入、輸出接法
差分放大電路有兩個(gè)放大三極管，它們的基極和集電極分別是放大電路的兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端。差分放大的輸入、輸出端可以有四種不同的接法，即差分輸入、雙端輸出，差分輸入、單端輸出，單端輸入、雙端輸出和單端輸入、單端輸出，如下圖所示。當(dāng)輸入、輸出的接法不同時(shí)，放大電路的性能、特點(diǎn)也不盡相同，下面分別進(jìn)行介紹。
1．差分輸入、雙端輸出
電路見上圖（a）。
2．差分輸入、單端輸出
電路見上圖（b）。由于只從三極管vt1的集電極輸出，而另一管vt2集電極的電壓變化沒有輸出，所以△uo約為雙端輸出時(shí)的一半,
如改從vt2集電極輸出，則輸出電壓將與輸入電壓同相，即ad的表達(dá)式中沒有負(fù)號(hào)。
差模輸入電阻和輸出電阻為
rid＝2（r＋rbe）（4．2．23）
ro＝rc（4．2．24）
這種接法常用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，以便與后面的放大級(jí)實(shí)現(xiàn)共地。
3．單端輸入、雙端輸出
在單端輸入的情況下，輸入電壓只加在某一個(gè)三極管的基極與公共端之間，另一管的基極接地，如上圖（c）所示?，F(xiàn)在來分析一下單端輸入時(shí)兩個(gè)三極管的工作情況
在上圖（c）中，設(shè)某個(gè)瞬時(shí)輸入電壓極性為正，則vt1的集電極電流ic1將增大，流過長尾電阻re或恒流管的電流也隨之增大，于是發(fā)射極電位ue升高，但vt2基極回路的電壓ube2－ub2－ue將降低，使vt2的集電極電流ic2減小?？梢姡趩味溯斎霑r(shí)，仍然是一個(gè)三極管的電流增大，另一管電流減小。
因長尾電阻或恒流三極管引入的共模負(fù)反饋將阻止ic1和ic2同時(shí)增大或減小，故當(dāng)共模負(fù)反饋?zhàn)銐驈?qiáng)時(shí)，可認(rèn)為ic1和ic2之和基本上不變，即△ic1＋△ic2≈0，或△ic1≈-△ic2。說明在單端輸入時(shí)，發(fā)射極電壓ue將隨輸入電壓ui變化，當(dāng)共模反饋?zhàn)銐驈?qiáng)時(shí)，可認(rèn)為vt1的輸入電壓△ube1=△u1－△ue，vt2的輸入電壓△ube2=－△ue。由此可知，△ube1與△ube2大小近似相等而極性相反，即兩個(gè)三極管仍然基本上工作在差分狀態(tài)。這種接法主要用于單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為雙端輸出，以便作為下一級(jí)的差分輸入信號(hào)。
4．單端輸入、單端輸出
電路如上圖（d）所示。由于從單端輸出，所以其差模電壓放大倍數(shù)約為雙端輸出時(shí)的一半。
如果改從vt2的集電極輸出，則以上ad的表達(dá)式中沒有負(fù)號(hào)，即輸出電壓與輸入電壓相同。
這種接法的特點(diǎn)是在單端輸入和單端輸出的情況與，比一般的單管放大電路具有較強(qiáng)的抑制零漂的能力。另外，通過從不同的三極管集電極輸出，可使輸出電壓與輸入電壓成反相或同相關(guān)系。
總之，根據(jù)以上對差分放大電路輸入、輸出端四種不同接法的分析，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：
①雙端輸出時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)基本上與單管放大電路的電壓放大倍數(shù)相同；單端輸出時(shí)，ad約為雙端輸出時(shí)的一半。
②雙端輸出時(shí)，輸出電阻ro＝2rc；單端輸出時(shí)，ro=rc。
③雙端輸出時(shí)，因?yàn)閮晒芗姌O電壓的溫漂互相抵消，所以在理想情況下共模抑制比kcmt＝∞；單端輸出時(shí)，由于通過長尾電阻或恒流三極管引入了很強(qiáng)的共模負(fù)反饋，因此仍能得到較高的共模抑制比，當(dāng)然不知雙端輸出時(shí)間高。
④單端輸出時(shí)，可以選擇從不同的三極管輸出，而使輸出電壓與輸入電壓反相或同相。
⑤單端輸入時(shí)，由于引入了很強(qiáng)的共模負(fù)反饋，兩個(gè)三極管仍基本上工作在養(yǎng)分狀態(tài)。
⑥單端輸入時(shí)，從一個(gè)三極管到公共端之間的差模輸入電阻rid≈2（r＋reb）.
現(xiàn)將四種不同接法時(shí)差分放大電路的主要性能和特點(diǎn)列出表4－1中，以便對照比較。