一、什么是差分運放電路

差分電路是具有對共模信號抑制，對差模信號放大特征的電路。該電路的兩個信號輸信號的差值是該電路的有效值。將這兩信號輸入只差進行放大后輸出。如果存在干擾信號，會對兩個輸入信號產生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號的有效輸入為零，這就達到了抗共模干擾的目的。對于運算放大電路來說，運放工作在線性區，所以電路一定是負反饋電路。

運放的基本分析方法就是虛短和虛斷，同樣對差分電路使用虛短和虛斷分析。

虛短：在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實上并沒有短接，稱為“虛短”。

虛斷：在理想情況下，流入集成運算放大器輸入端電流為零。即運放輸入電阻無窮大，就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上并沒有開路，稱為“虛斷”。

則有：

聯立可得：

若R1=R2，R3=R4，則有：

差分運放電路具有輸入阻抗極大（理想情況下為無窮大），一般為兆歐級、輸出阻抗小、抑制共模信號的特點。也正因其具有抑制共模信號的特點，所以差分運放電路經常被用于高精度的儀表放大中。

差分放大電路的共模抑制比是一個非常重要的指標，它反映了電路對共模信號的抑制能力。為了保證良好的共模抑制比，需要注意保證輸入端的對稱性，即兩個輸入信號的幅度和相位都應該相同。要避免輸出端的共模反饋，這可以通過在輸出端增加電容形成RC濾波來達到。也要注意電源噪聲對電路性能造成的影響，因此也可在電源輸入端加入電容濾波。

二、差分運放電路的工作狀態

接下來咱們來看看三種不同工作狀態下的差分運放電路有什么特點。當VP=VN時：

由于虛短，同相輸入端為高阻態，其輸入電壓值僅僅取決于R2、R3分壓值；由于虛斷，可知其反相輸入端，即R1、R4串聯分壓電路。這是反饋電壓。放大器的控制目的是使反饋電壓等于基準電壓。由R1=R2，R3=R4條件可知，放大器輸出端只有處于“虛地”狀態，即輸出端為0V，才能滿足b點=a點=2V，這可以由此導出差分放大器的一個工作特征。當VP>VN時：

此時因同相輸入端電壓高于反相輸入端，輸出端電壓往正方向變化。

由R3、R4的阻值比例可知，R3兩端電壓降為(V+-VN)，其中V+的電壓為VP在R2，R3的分壓電壓，則R4兩端電壓降為4*(V+-VN)，輸出端電壓為V+-VN+4*(V+-VN)。

顯然，該差分放大器的差分電壓放大倍數=R4/R1是4倍壓差分放大器。由此可以推知差分放大器的差分輸入放大倍數為（VP-VN）×R4/R1=Vout。

當VP

此時因反同相輸入端電壓高于同相輸入端，輸出端電壓往負方向變化，其R2、R4偏置電路中的電流方向如紅色粗線。同樣，依R2、R4的阻值比例可推知，在此輸入條件下，輸出端電壓為-[V+-VN+4*(V+-VN)]，電路依然將輸入差分信號放大了4倍。