差分放大器：增益，运算放大器和BJT电路

什么是差分放大器？

一种差分放大器（也称为a差别放大器或者OP-AMP减法器）是一种电子放大器，可以放大两个输入之间的差异电压但抑制了两个输入共同的任何电压。差分放大器是具有两个输入的模拟电路（V₁和V.₂）和一个输出（v_0.其中输出理想地与两个电压之间的差异成比例。

简单差分放大器的公式可以表示：

在哪里

• V._0.是输出电压
• V.₁和V.₂是输入电压
• 一种_D.是放大器的增益（即差分放大器增益）

从上面的公式，您可以看到v时₁= V.₂，V._0.等于零，因此抑制了输出电压。但输入v之间的任何区别₁和V.₂通过差分放大器增益乘以（即放大）_D.。

这就是为什么差分放大器也称为差别放大器 - 输入电压之间的差异被放大。

差分放大器电路

有两种不同类型的差分放大器电路：

1. BJT差分放大器 - 这是一个使用晶体管构建的差分放大器双极结晶体管（bjts）或场效应晶体管（FETS）
2. 使用的Opamp差分放大器运算放大器

BJT和Opamp减法器电路如下所示。

BJT差分放大器

图1显示了由两个BJT制成的BJT差分放大器电路（Q₁问：₂）和两个相反极性的电源V_CC.和-v._EE.使用三个电阻器其中两个是收集电阻器，R_C1.和R._C2.（每个晶体管一个），而一个是发射极电阻器_E.两者都是共同的晶体管。

这里输入信号（v₁和V.₂）在晶体管的基部上施加到晶体管的基础上，同时在其收集器端子上收集（V._O1.和V._O2.）。BJT差分放大器的电路图如下所示：

在这种情况下，如果V₁在Q.₁是正弦的，然后是v₁越来越多，晶体管开始进行，这导致重收集器当前的一世_C1.增加电压下降在R._C1.，导致v减少_O1.。

由于效果相同，即使是我_E1.增加，增加了普通的发射极限，我_E.导致增加电压下降在R._E.。

这意味着两者的发射者晶体管朝向积极的驱动，反过来意味着Q的基础₂会开始变得越来越消极。

这导致收集器电流减少，i_C2.这反过来又会降低集电极电阻器r的电压降_C2.，导致输出电压V的增加_O2.。

这表明在晶体管Q的输入中观察到的正弦信号中的变化₁被反映在Q的收集器终端上₂并且出现在180的相位差^O.跨越Q的收集器终端₁。

通过考虑晶体管的收集器端子之间的输出，可以通过考虑Q的输出来驱动差分放大₁问：₂。

Opamp差分放大器

一个op-amp.以差分模式运行可以容易地充当减法器放大器由于它导致输出电压：
其中五₁和V.₂表示在其反相和非反相输入端子处施加的电压（可以按任何顺序拍摄）和a_D.指其差异增益。

根据该等式，当在其端子处施加的电压等于彼此时，运算放大器的输出必须为零。

但是，实际上它不会是因为两个输入都不相同。

因此，在实际情况下，可以给出减法器放大器输出的数学表达式：
哪里A._C被称为放大器的共模增益。因此，预期功能良好的差别放大器将表现出高共模抑制比（CMRR）和高阻抗。

但是，应该指出的是op-amp.可以适当地配置为导致更实用的差分放大器，如图2所示。

如果密切观察，可以注意到该电路只是反相和非反相放大器的组合。

因此，其输出电压将等于运行作为操作的运算放大器电路产生的输出电压之和反相放大器和作为非反相放大器的运算放大器电路。因此，一个人得到：

现在，如果r₁= R.₂和R._3.= R._F， 然后：



这意味着它的增益差分放大器图2中所示的电路由。
另外，应注意，图2中所示的基本电路可以通过许多方式进行修改，导致包括的各种电路设计惠斯通桥差分放大器，光激活减法器放大器，和仪表放大器。

这些器件用作电动机和/或伺服控制器，信号放大器，模拟乘法器，开关，音量控制器，自动增益控制器，幅度调制器等，并涵盖包括仪器系统，麦克风，模拟的各种应用。数字转换器和Myriad应用程序。