差分放大器

定义差分放大器是一种用于放大的不同的电压两个输入信号。差分放大器是模拟系统集成电路中的重要组成部分。

它通常形式输入阶段的运算放大器．简单地说，我们可以说它是一个放大两个输入信号差的装置。

让我们看一下下图，其中运算放大器被用作差分放大器:

在这里，反相和非反相端存在的电压差被放大，从而接收到放大的输出。由于输入配置，所有运算放大器都被认为是差分放大器。

当两个输入加在两个端子上时电压差产生的结果将是成比例的到区别的两个应用输入信号．差分放大器表现为减法器电路，这基本上是减去两个输入信号。差分放大器可以利用以下是和场效应晶体管．

差动放大器电路

正如我们在电路图中看到的，有两个输入和两个输出被使用。这里，两个分开的晶体管Q₁和问₂，以便在两个晶体管的基部施加单独的输入。

这两个分离的晶体管在理论上具有相似的特性。共发射极电阻R_E，普通正电源V_CC和普通负电源V_EE由两个晶体管共享。

现在，我们想到的是如何在输入端应用信号并得到输出。

主要有四种配置：

• 双输入平衡输出-在这种配置中，两个输入被给予一个输出从两个晶体管。
• 双输入不平衡输出-输入是给两个晶体管，但输出是从一个晶体管。
• 单输入平衡输出-这里，通过提供单输入，我们从两个独立的晶体管获得输出。
• 单输入不平衡输出-这是一种配置，其中单输入是给定的，输出仅从单个晶体管。

差动放大器的工作

让我们看看第一个情况

在晶体管Q的基部施加一个信号₁在晶体管Q的底部没有任何信号_2.

在这里,问₁其作用方式有两种:第一，作为共发射极放大器，应用于Q₁将在输出1处提供放大的倒向信号。

第二种是普通集电极放大器，信号出现在Q发射极₁它和输入是同相位的，稍微小一点。

输入信号在Q的底部₁驱动晶体管，即Q₁由正输入信号接通。R上的电压降_C1会产生更多Q的收集器吗₁不那么积极。

当输入信号为负时，晶体管Q₁将得到OFF导致更小的电压降通过R_C1引起Q的集电极₁更积极一点。

这样，在Q的收集器上出现一个反向输出₁通过在输入1处施加信号。

当Q₁输入的一半是正的，电流通过R_E会增加吗我_C≈我_E．所以R处的电压降_E将会更多，从而导致两个晶体管的发射体都向正方向移动。

这个问₂发射极的正极会导致Q的基极₂是负的。这个负的一半会产生较小的Q电流₂．因此在R处的电压降_C2也将更少，因此收集器走向积极的方向。

这样，我们将在Q的收集器上有一个非反相输出₂以Q为底的正输入₁．

现在，我们继续第二个情况下,

假设这个信号现在被加到晶体管Q的基极上₂和晶体管问₁是接地的。

因此，在这种情况下，上面讨论的情况会互换，现在是Q₂将表现为共发射极、共放大器和Q₁将作为一个公共基放大器。

因此，在Q的输出端将接收到一个倒置的放大输出₁在Q的输出处₂我们将有一个非反向放大输出。

什么是共模信号?

在差分放大器中，输出端产生的电压与两个输入信号的差成正比。所以，当这两个应用输入是平等的也就是说，结果是两个输入电压之间没有差异输出电压将0．

但实际上，当两个相似的输入同时作用于两个输入端时，输出并不完全等于0。

在共模信号的情况下，输出是数阶的100µV．

重要的关键术语

• 电压增益:当我们谈论共模增益时

在这里,V_c为在输入端施加的公共输入值，Vo为输出信号。

• CMMR: CMMR代表共模抑制比，它是微分模增益与共模增益的比值。

在数据库中,

对于理想的放大器CMMR实际上应该是无限但在实际操作中却不是这样，它的值是有限的。

它被定义为比的期望信号到干扰信号．的更大的的CMMR的更好的是放大器．

差分放大器由于使用了发射极电流偏置，提供了良好的偏置稳定性。

惠斯通电桥差分放大器

差分放大器也可以是差分电压比较器，它将一个输入信号与另一个输入信号进行比较。

假设我们将一个输入连接到一个固定的参考电压，另一个连接到依赖光的电阻器或热敏电阻。我们可以探测到低亮度或高亮度的光。

这是因为现在输出电压将是桥接电路变化的线性函数。

差分放大器的优点

• 噪声免疫力:当我们使用差分放大器时，它对输入端子之间唯一的差信号作出响应，而忽略所有的共模信号，如噪声拾取和接地电压。

• 漂移的免疫力当前位置在放大器中出现的一个主要问题是温度影响下电压电平或电压值的变化。这些变化发生得很慢，被称为漂移。差分放大器在消除漂移问题方面表现出巨大的能力。

在那些对低漂移非常重要的电路中，都采用了差分放大器的结构。如示波器和电子电压表。