能把兩個(gè)輸入電壓的差值加以放大的電路,也稱差動(dòng)放大器。這是一種零點(diǎn)漂移很小的直接耦合放大器,常用于直流放大。它可以是平衡輸入和輸出,也可以是單端(非平衡)輸入和輸出,常用來(lái)實(shí)現(xiàn)平衡與不平衡電路的相互轉(zhuǎn)換,是各種集成電路的一種基本單元。
差分放大器可以用晶體三極管(晶體管)或電子管作為它的有源器件。圖1是晶體管差分放大器的基本電路。這是一種對(duì)稱電路。輸出電壓
u0=
u01-
u02,是晶體管T
1和T
2集電極輸出電壓
u01和
u02之差。當(dāng)T
1和T
2的輸入電壓幅度相等但極性相反,即
us1=-
us2 時(shí),差分放大器的增益
Kd(稱差模增益)和單管放大器的增益相等,即
Kd≈
Rc/
re,式中
Rc=
Rc1=
Rc2,
re是晶體管的射極電阻。通常
re很小,因而
Kd較大。當(dāng)
us1=
us2 ,即兩輸入電壓的幅度與極性均相等時(shí),放大器的輸出
u0應(yīng)等于零,增益也等于零。實(shí)際放大電路不可能完全對(duì)稱,因而這時(shí)還有一定的增益。這種增益稱為共模增益,記為
Kc。在實(shí)際應(yīng)用中,溫度變化和電源電壓不穩(wěn)等因素對(duì)放大作用的影響,等效于每個(gè)晶體管的輸入端產(chǎn)生了一個(gè)漂移電壓。利用電路的對(duì)稱性可以使之互相抵消或予以削弱,使輸出端的漂移電壓大大減小。顯然,共模增益越小,即電路對(duì)稱性越好時(shí),這種漂移電壓也越小。
差分放大器 通常用差模增益
Kd和共模增益
Kc的比值
Kd/
Kc來(lái)表示差分放大器的性能。這個(gè)比值稱為共模抑制比(CMRR)。一般差分放大器的共模抑制比約為幾十分貝,性能較高的可達(dá)百分貝以上。
差分放大器 分析表明,共模抑制比CMRR≈
βRe/
hie,式中
hie表示晶體管的輸入電阻。因此采用電流放大系數(shù)
β大的晶體管或復(fù)合管,或者采用恒流源電路代替發(fā)射極公共電阻
Re都可以提高差分放大器的共模抑制比。圖2是用恒流源代替
Re的差分放大器。這種電路已廣泛用于各種集成電路。