Hur en differentialförstärkare Works

Hur en differentialförstärkare Works


En differentialförstärkare är en typ av krets som förstärker skillnaden mellan två ingångsspänningar. Den har två ledare för inspänningar och en eller två utgångsledare för utspänning, liksom två ledningar för strömkällan. Denna amplifiering är möjlig på grund av egenskaperna hos transistorer.

transistorer

Ingen förstärkarkrets skulle kunna arbeta utan transistorer. En transistor är en kretskomponent som fungerar ungefär som en variabel switch. Den har tre anslutningar eller ledningar: basen, samlare och emitter. När det finns en liten mängd spänning som tillförs basen, att ström flyter från bas emitter, och i mycket större utsträckning, från samlare till sändaren. Kollektor-emitter-strömmen är omkring 100 gånger bas-emitter-ström. Du kan tänka på transistorn som ett slags strömförstärkare.

Enkel differentialförstärkare

I en enkel differentialförstärkare, sänder strömkällan ström genom två parallella grenar. Varje gren är ansluten till en av de två utgångsledare och går genom kollektorn och emittern hos en transistor. Baserna hos transistorerna är anslutna till de två ingångsspänningarna. Som inspänningen på varje gren förändringar, skapar det en förstärkt strömändring - och därför spänningsförändringen - genom transistorn. På detta sätt är spänningsskillnaden mellan de två utgångsledare den förstärkta spänningsskillnaden mellan ingångarna.

Operationsförstärkare

Denna enkla differentialförstärkare är ryggraden bakom en hel klass av förstärkarkretsar kallas operationsförstärkare eller operationsförstärkare för kort. På egen hand, kommer den grundläggande op-amp amplifiera ingångsspänningsskillnaden på för mycket, så att fler kretskomponenter tillsätts vanligtvis för att hålla den under kontroll. Det finns många sätt att lägga till återkopplingsslingor och andra strukturer med hjälp av fler motstånd och transistorer för att skapa förstärkare som är lämpliga för praktiska ändamål.

Praktisk differentialförstärkare

Termen "differentialförstärkare" används vanligtvis för att beskriva en typ av op-amp, snarare än den grundläggande krets som utnyttjas i alla op-förstärkare. Många op-förstärkare använder endast en ingång, med den andra ansluten till jord, så att utgången är bara den förstärkta inspänningen. I en differentialförstärkare, två olika insignaler är anslutna till ingångarna, så att den förstärker deras skillnad. Också en tråd med ett motstånd förbinder utgången till en av ingångarna, vilket skapar en återkopplingsslinga som begränsar utspänningen till ett praktiskt intervall.