全差分运放(fully differential operation)相对于单端输出电路来说，不仅输出摆幅更大尊龙人生就是博首选AG发财网资深、共模噪声抑制更好，还能消除高阶谐波失真尊龙人生就是博首选AG发财网资深。然而尊龙人生就是博首选AG发财网资深，在高增益运放中，输出共模电平对器件的特性和失配相当敏感，而且不能通过差模反馈来达到稳定尊龙人生就是博首选AG发财网资深。因此，必须额外引入负反馈机制尊龙人生就是博首选AG发财网资深，即共模反馈(CMFB)来稳定运放的共模输出电平。共模反馈的基本原理是先通过检测网络得到输出共模电平Vo_cn尊龙人生就是博首选AG发财网资深，然后将Vo_cn和一个参考电压Vcn(一般为电源电压的一半)相比较，再用得出的误差信号来调节运放的偏置电流，从而达到使输出共模信号稳定的目的。这种方式的设计要点如下：
(3)反馈环路的带宽不能小于差模通路(在许多实际应用中尊龙人生就是博首选AG发财网资深，这两个带宽必须一致)；
(5)应引入保护机制，以避免“锁死状态”的出现(输出保持在电源电压的情况)尊龙人生就是博首选AG发财网资深。
目前已经有了大量关于差模反馈环路稳定性的理论研究，而对于共模反馈环路的研究却很少。现有的共模反馈电路的设计更多的是通过实际经验、反复调试来得到稳定环路。笔者通过对最常用的、采用一级共模反馈的两级运放的环路进行稳定性分析，明确得出了其稳定条件，从而理论化了共模反馈电路的设计。然后基于这个条件尊龙人生就是博首选AG发财网资深，并采用Bi-CMOS工艺设计了一种低成本、高稳定、匹配好的共模反馈电路。整个运放可应用于一款高性能音频CLASS-D芯片尊龙人生就是博首选AG发财网资深。
图1所示是全差分运放的一种典型应用电路尊龙人生就是博首选AG发财网资深。该电路有三个环路：差模环路、共模反馈外环(结构相同，由R1尊龙人生就是博首选AG发财网资深、R2及运放本身构成)；以及共模反馈内环(运放内部自带)。只有在三个环路均稳定的条件下尊龙人生就是博首选AG发财网资深，该运放才能正常工作尊龙人生就是博首选AG发财网资深。须特别注意的是：对于两级运放，共模反馈外环是一个正反馈。因为信号经过运放内部的两次反相后。共模信号从Vo反馈到Vi，是同相的，但对差模信号则是反相的尊龙人生就是博首选AG发财网资深。实际应用中，运放的输入端可能出现非常大的共模电平（使它是瞬时的)，这将导致输入对管关断，输出电平接近电源电压。由于此时差模回路中断尊龙人生就是博首选AG发财网资深，整个外环呈现共模正反馈。这就会使运放呈现“锁死状态”尊龙人生就是博首选AG发财网资深。由于这种情况很可能发生在电路的启动过程。因此，对于共模环路的稳定性研究很有必要。
图2所示是采用一级共模反馈的两级运放的典型拓扑结构。其中Vi_cm、Vo_cm一分别为运放的输入尊龙人生就是博首选AG发财网资深、输出共模信号。A1尊龙人生就是博首选AG发财网资深、A2为运放的第一、二级尊龙人生就是博首选AG发财网资深。一般对两级运放多采用密勒补偿尊龙人生就是博首选AG发财网资深，使A点为主极点，B点为次主极点尊龙人生就是博首选AG发财网资深。AFB处设定比较电平Vcm(以下称之为共模反馈运放)；Ab为共模内环与差模第一级的相交部分尊龙人生就是博首选AG发财网资深。各子运放均为单级运放，并假定它们内部的零、极点均远远大于带宽尊龙人生就是博首选AG发财网资深。共模反馈信号通过调节运放第一级的偏置电流尊龙人生就是博首选AG发财网资深，可以达到稳定第一、二级输出共模电平的目的。这个拓扑结构将三个环路紧密联系起来尊龙人生就是博首选AG发财网资深，其共模环路完整包括了运放的第二级和运放差模通路的主、次极点，而忽略了带宽外零极点。逐一分析三个环路尊龙人生就是博首选AG发财网资深，即可得出其共模环路的稳定条件。
基于上述条件可见，共模环路无需额外补偿。由于整个运放仅额外引入运放AFB，因此成本低、设计简单，且共模内环带宽与差模开环相等、增益相近，故能满足共模反馈设计要点(2)、(3)尊龙人生就是博首选AG发财网资深、(4)。
图3是本文所设计的两级全差分运放电路计算机控制。该电路的共模反馈部分结构新颖、成本低尊龙人生就是博首选AG发财网资深、匹配好尊龙人生就是博首选AG发财网资深，基于图2的拓扑结构，可满足本文提出的稳定条件。图3中，Iref为基准电流，两级运放采用RZ和Cc组成密勒补偿尊龙人生就是博首选AG发财网资深，来满足稳定条件(1)。为了减小失调，运放的第一级和共模反馈运放采用三极管(Q1～Q4)作为输入对管。
电路中的Ml尊龙人生就是博首选AG发财网资深尊龙人生就是博首选AG发财网资深尊龙人生就是博首选AG发财网资深、M2分别与Ql、Q2并联，其栅极信号Vb2随电源电压的升高而升高，其作用相当于在输入级增加两个比较器。正常工作时，M1尊龙人生就是博首选AG发财网资深、M2关断，Ql、Q2处理信号尊龙人生就是博首选AG发财网资深，而在电源电压较低(启动时)以及输入信号的共模电平高于Vb2比时电路交换尊龙人生就是博首选AG发财网资深，Q1、Q2关断，M1、M2线性导通，以稳定环路各级共模电平尊龙人生就是博首选AG发财网资深。从而有效避免了电路启动过程锁死状态的出现尊龙人生就是博首选AG发财网资深，满足了设计要点(5)。
共模反馈运放在Q3、Q4、M10共模增益、Mll组成的普通电流镜结构基础上尊龙人生就是博首选AG发财网资深，还额外增加了Q5和M9两个器件尊龙人生就是博首选AG发财网资深尊龙人生就是博首选AG发财网资深。Q5作为射随器可将原电流镜结构中的高阻、大电容输出结点分隔为C、D两点。分隔后，相对于两级运放的主尊龙人生就是博首选AG发财网资深尊龙人生就是博首选AG发财网资深、次极点A、B，D点尊龙人生就是博首选AG发财网资深，其电容减小(仅有寄生电容)，而C点阻抗减小(连接Q5的射极)，所以，C、D两处极点均不影响环路带宽，可满足稳定条件(3)。接着比较两者的增益尊龙人生就是博首选AG发财网资深尊龙人生就是博首选AG发财网资深，其差模第一级增益为：
在式(11)～(17)中，rA、rC、VA、VC分别为结点A尊龙人生就是博首选AG发财网资深、C处的小信号电阻值和电压值。
本电路的设计主要基于TSMC 0.5um BiCMOS工艺，电源电压为6 V。所有波形均可在Spectre下仿真所得尊龙人生就是博首选AG发财网资深。仿真结果表明尊龙人生就是博首选AG发财网资深，在开环条件下尊龙人生就是博首选AG发财网资深，该运放的正、负端增益相同尊龙人生就是博首选AG发财网资深，相位相差180°尊龙人生就是博首选AG发财网资深，而且电路匹配良好，输出精确平衡。图4所示是该运放的共模抑制比(CMRR)特性曲线kHz时，该电路的CMRR依旧高达85 dB。事实上最平幅度逼近，该运放已实际应用于一款高性能音频CLASS—D芯片之中。图5是其作为积分器处理音频数据的瞬态仿线 kHz的正弦信号。输出信号为频率不变，幅度为3 V的余弦信号尊龙人生就是博首选AG发财网资深，其共模电平稳定在3 V，从而表明该运放工作良好。