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)參數特性相同的晶體管用直接耦合方式構成的放大器。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(chēng)為“差放”。差分放大器通常被用作功率放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)“功放”）和發(fā)射極耦合邏輯電路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的輸入級。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，因為輸出電壓VOUT=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，應提高差動(dòng)放大倍數，降低共模放大倍數。二者之比稱(chēng)做共模仰制比（CMRR, common-mode rejection ratio）。共模放大倍數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的能力：

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

所謂共模放大倍數，就是V_a，V_b輸入相同信號時(shí)的放大倍數。如果共模放大倍數為0，則輸入噪聲對輸出沒(méi)有影響。
要減小共模放大倍數，加大R_E就行通常使用內阻大的恒流電路來(lái)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。很多系統在差分放大器的一個(gè)輸入端輸入反饋信號，另一個(gè)輸入端輸入反饋信號，從而實(shí)現負反饋。常用于電機或者伺服電機控制，穩壓電源，測量?jì)x器以及信號放大。在離散電子學(xué)中，實(shí)現差分放大器的一個(gè)常用手段是差動(dòng)放大，見(jiàn)于多數運算放大器集成電路中的差分電路。