什么是差分放大器

什么是差分放大器

差分放大器就是由兩個(gè)參數(shù)特性相同的晶體管用直接耦合方式構(gòu)成的放大器。若兩個(gè)輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號(hào)時(shí)，輸出為零，從而克服零點(diǎn)漂移。適于作直流不放大器。

差分放大器也叫差動(dòng)放大器是一種將兩個(gè)輸入端電壓的差以一固定增益放大的電子放大器，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“差放”。差分放大器通常被用作功率放大器（簡(jiǎn)稱“功放”）和發(fā)射極耦合邏輯電路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的輸入級(jí)。如果Q1 Q2的特性很相似，則V_a,V_b將同樣變化。例如，V_a變化+1V，V_b也變化+1V，因?yàn)檩敵鲭妷篤OUT=V_a-V_b=0V,即V_a的變化與V_b的變化相互抵消。這就是差動(dòng)放大器可以作直流信號(hào)放大的原因。 若差放的兩個(gè)輸入為，則它的輸出V_out為：

其中Ad是差模增益 (differential-mode gain)，Ac是共模增益 (common-mode gain)。

因此為了提高信/噪比，應(yīng)提高差動(dòng)放大倍數(shù)，降低共模放大倍數(shù)。二者之比稱做共模仰制比（CMRR, common-mode rejection ratio）。共模放大倍數(shù)AC可用下式求出：
A_c=2R_l/2R_e

通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比 (CMRR, common-mode rejection ratio) 衡量差分放大器消除共模信號(hào)的能力：

由上式可知，當(dāng)共模增益Ac→0時(shí)，CMRR→∞。Re越大，Ac就越低，因此共模抑制比也就越大。因此對(duì)于完全對(duì)稱的差分放大器來說，其Ac = 0，故輸出電壓可以表示為：

所謂共模放大倍數(shù)，就是V_a，V_b輸入相同信號(hào)時(shí)的放大倍數(shù)。如果共模放大倍數(shù)為0，則輸入噪聲對(duì)輸出沒有影響。
要減小共模放大倍數(shù)，加大R_E就行通常使用內(nèi)阻大的恒流電路來帶替R_E

差分放大器是普通的單端輸入放大器的一種推廣，只要將差放的一個(gè)輸入端接地，即可得到單端輸入的放大器。很多系統(tǒng)在差分放大器的一個(gè)輸入端輸入反饋信號(hào)，另一個(gè)輸入端輸入反饋信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋。常用于電機(jī)或者伺服電機(jī)控制，穩(wěn)壓電源，測(cè)量?jī)x器以及信號(hào)放大。在離散電子學(xué)中，實(shí)現(xiàn)差分放大器的一個(gè)常用手段是差動(dòng)放大，見于多數(shù)運(yùn)算放大器集成電路中的差分電路。