在利用泰勒级数展开作线性近似分析时,对“中点”x0未曾给出具体要求。如果进一步将泰勒级数展开至二阶
∆y = f'(x0)∆x + f''(x0)∆x²/2 + o(∆x²)
可以发现,如果在x0点上函数二阶导数等于零,即
f''(x0) = 0
则泰勒级数展开式变成了
∆y = f'(x0)∆x + o(∆x²)
其误差将是∆x²的高阶小量,随小信号的限制其误差下降更快。函数二阶导数等于零的点也称为拐点,此点上的曲率为零。
现在看发射极接恒流源Ie的BJT差分对,其集电极电流Ic和差分输入电压Uid的关系如下
Ic = f(Uid) = Ie/(1 + e^(-Uid/UT))
一阶导数为
f'(Uid) = Ie(1/UT)e^(-Uid/UT)/(1 + e^(-Uid/UT))²
二阶导数为
f''(Uid) = Ie(1/UT²)e^(-Uid/UT)(e^(-Uid/UT) - 1)/(1 + e^(-Uid/UT))³
明显
Icq = f(0) = Ie/2
G = f'(0) = Ie/(4UT)
f''(0) = 0
这说明差分输入电压Uid为零时,函数Ic = f(Uid)处在拐点上。所以,对于此类差分对来说,在其差分输入零点上采用泰勒级数展开作线性近似分析是最佳选择。而正是由于此,再加上其共模抑制特性,差分对电路结构被普遍应用于放大器的信号输入级。
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