警戒水位
[拼音]:chafen fangdaqi
[英文]:differential amplifier
能把兩個輸入電壓的差值加以放大的電路,也稱差動放大器。這是一種零點漂移很小的直接耦合放大器,常用於直流放大。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,常用來實現平衡與不平衡電路的相互轉換,是各種積體電路的一種基本單元。
差分放大器可以用晶體三極體(電晶體)或電子管作為它的有源器件。圖1是電晶體差分放大器的基本電路。這是一種對稱電路。輸出電壓u0=u01-u02,是電晶體T1和T2集電極輸出電壓u01和u02之差。當T1和T2的輸入電壓幅度相等但極性相反,即us1=-us2 時,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是電晶體的射極電阻。通常re很小,因而Kd較大。當us1=us2 ,即兩輸入電壓的幅度與極性均相等時,放大器的輸出u0應等於零,增益也等於零。實際放大電路不可能完全對稱,因而這時還有一定的增益。這種增益稱為共模增益,記為Kc。在實際應用中,溫度變化和電源電壓不穩等因素對放大作用的影響,等效於每個電晶體的輸入端產生了一個漂移電壓。利用電路的對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,即電路對稱性越好時,這種漂移電壓也越小。
通常用差模增益Kd和共模增益Kc的比值Kd/Kc來表示差分放大器的效能。這個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,效能較高的可達百分貝以上。
分析表明,共模抑制比CMRR≈βRe/hie,式中hie表示電晶體的輸入電阻。因此採用電流放大係數 β大的電晶體或複合管,或者採用恆流源電路代替發射極公共電阻Re都可以提高差分放大器的共模抑制比。圖2是用恆流源代替Re的差分放大器。這種電路已廣泛用於各種積體電路。