电子管差分放大电路设计及优势解析

2024年3月29日发(作者：冬至要吃什么)

差分放大电路是为解决直流放大器的工作点漂移而出现的。由于集成电路中晶体管的

一致性好，且大电容不易制造，差分电路已成为模拟集成电路中放大电路的主要形式。电

子管差分放大器与晶体管差分放大器原理差不多，但在音频领域内实际应用并不多。其基

本电路如上图所示。

当两个电子管的特性一致时，两管的屏流相等，两个输出端的电压幅值相等，

相位相反。由于阴极电阻R5的作用，在电子管的栅极输入信号时，一个管子屏流的增加

必然导致另一个管子屏流的减少，并且增加量与减少量相等，而输出电压则是二者之差，

这正是差分电路名称的由来。

但当电子管的工作点选择不当时，仍可能出现一个管子的增加量不等于另一个

管子减小量的情况，即放大器出现了失真。当双端输出时，失真被抵销一大部分，而单端

输出时，失真并不能被抵销，与单管放大器（工作点相同）差不多。电子管差分放大电路

对管子的配对要求也比较高，两管一致性越好，电路性能越好。此外还与阴极电阻R5有

关，R5越大，电路性能越好。但阴极电阻大，相应要求负电源电压高。例如《电子报》

2006年24期《电子管差分放大电路》一文阴极电阻高达68kΩ，若每管屏流为1mA，

则负电源应达－134V）（栅负压－2V）功耗也增加。为此，也可采用在阴极电路接入恒

流源的方法，如下图所示，但又增加了电路的复杂性，恒流源除可采用晶体管，也可采用

恒流二极管或电子管，此时，阴极负电压只需10～20V。

在采用阴极电阻的情况下，电阻大小可用下式计算：

R5＝｜VS｜＋｜VG｜／2I式中VS为阴极负电压，VG为栅负压，I为单管屏

极电流。当｜VS｜｜VG｜时，可按R5＝VS2／2I选取电阻。当电阻接入电路后，其直流

负反馈作用可自动提供适宜的栅负压稳定工作点（工作点可能与原选值略有差异，但不影

响正常工作）。

较之单管放大器，电子管差分放大器有如下优点：

1.省去了阴极旁路电路，电路频响可至OHz，成为直流放大器，但高端频响不

变。

2.具有高的共模抑制能力，对共模干扰、噪声及电源电压变化不敏感。

3.工作点十分稳定，阴极负电压越高，工作点越稳定。

4.输入、输出均可选择单端、双端任意搭配，十分灵活。如可实现单端输入，

双端输出，且输出大小相等、相位相反的电压。

但同时也存在固有缺陷：

1.多用了一倍的电子管及元件，且选管配对要求高。

2.必须另设一组单独的较高质量阴极负电源。若负电源质量不高，反而引入干

扰和噪声。

3.单端输入、单端输出时的尖真与单管放大器差不多，而其放大倍数减少一