差分放大電路是一種常見的模擬電路,廣泛應(yīng)用于信號(hào)放大、濾波、比較等場合。差分放大電路根據(jù)輸入方式的不同,可以分為單端輸入和雙端輸入兩種形式。下面將介紹這兩種輸入方式的區(qū)別。
- 單端輸入差分放大電路
單端輸入差分放大電路是指只有一個(gè)輸入端的差分放大電路。其主要特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn),但輸入信號(hào)的共模抑制能力較差。
1.1 電路結(jié)構(gòu)
單端輸入差分放大電路通常由兩個(gè)晶體管組成,其中一個(gè)晶體管作為輸入端,另一個(gè)晶體管作為參考端。輸入端的晶體管接收輸入信號(hào),參考端的晶體管接收一個(gè)固定的參考電壓。兩個(gè)晶體管的集電極分別連接到一個(gè)公共負(fù)載電阻上,形成差分放大電路。
1.2 工作原理
當(dāng)輸入信號(hào)為正時(shí),輸入端的晶體管導(dǎo)通程度增加,其集電極電流增大,而參考端的晶體管導(dǎo)通程度減小,其集電極電流減小。由于兩個(gè)晶體管的集電極電流之和保持不變,因此兩個(gè)晶體管的集電極電壓差會(huì)增大,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。
1.3 優(yōu)點(diǎn)
單端輸入差分放大電路的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
- 電路結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn)。
- 制作成本較低。
- 適用于信號(hào)幅度較小的場合。
1.4 缺點(diǎn)
單端輸入差分放大電路的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
- 雙端輸入差分放大電路
雙端輸入差分放大電路是指有兩個(gè)輸入端的差分放大電路。其主要特點(diǎn)是輸入信號(hào)的共模抑制能力較強(qiáng),但電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。
2.1 電路結(jié)構(gòu)
雙端輸入差分放大電路通常由四個(gè)晶體管組成,其中兩個(gè)晶體管作為輸入端,另外兩個(gè)晶體管作為參考端。輸入端的兩個(gè)晶體管分別接收正負(fù)輸入信號(hào),參考端的兩個(gè)晶體管接收固定的參考電壓。四個(gè)晶體管的集電極分別連接到一個(gè)公共負(fù)載電阻上,形成差分放大電路。
2.2 工作原理
當(dāng)輸入信號(hào)為正時(shí),正輸入端的晶體管導(dǎo)通程度增加,其集電極電流增大,而負(fù)輸入端的晶體管導(dǎo)通程度減小,其集電極電流減小。由于兩個(gè)輸入端的晶體管集電極電流之和保持不變,因此兩個(gè)輸入端的晶體管集電極電壓差會(huì)增大,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。
2.3 優(yōu)點(diǎn)
雙端輸入差分放大電路的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
- 輸入信號(hào)的共模抑制能力較強(qiáng)。
- 對電源電壓波動(dòng)和溫度變化的敏感度較低。
- 信號(hào)放大倍數(shù)受到晶體管參數(shù)的影響較小。
2.4 缺點(diǎn)
雙端輸入差分放大電路的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
- 電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)難度較大。
- 制作成本較高。
- 適用于信號(hào)幅度較大的場合。
- 單端輸入和雙端輸入差分放大電路的比較
3.1 共模抑制能力
單端輸入差分放大電路的共模抑制能力較差,容易受到共模信號(hào)的干擾。而雙端輸入差分放大電路的共模抑制能力較強(qiáng),能夠有效抑制共模信號(hào)的干擾。
3.2 電路結(jié)構(gòu)
單端輸入差分放大電路的電路結(jié)構(gòu)相對簡單,易于實(shí)現(xiàn)。而雙端輸入差分放大電路的電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)難度較大。
3.3 信號(hào)放大倍數(shù)
單端輸入差分放大電路的信號(hào)放大倍數(shù)受到晶體管參數(shù)的影響較大,穩(wěn)定性較差。而雙端輸入差分放大電路的信號(hào)放大倍數(shù)受到晶體管參數(shù)的影響較小,穩(wěn)定性較好。
3.4 制作成本
單端輸入差分放大電路的制作成本較低,適用于成本敏感的場合。而雙端輸入差分放大電路的制作成本較高,適用于對性能要求較高的場合。
3.5 應(yīng)用場合
單端輸入差分放大電路適用于信號(hào)幅度較小、對共模抑制能力要求不高的場合。而雙端輸入差分放大電路適用于信號(hào)幅度較大、對共模抑制能力要求較高的場合。
- 結(jié)論
單端輸入和雙端輸入差分放大電路各有優(yōu)缺點(diǎn),適用于不同的應(yīng)用場合。在選擇差分放大電路時(shí),需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和成本預(yù)算來權(quán)衡。在信號(hào)幅度較小、對共模抑制能力要求不高的場合,可以選擇單端輸入差分放大電路。而在信號(hào)幅度較大、對共模抑制能力要求較高的場合,可以選擇雙端輸入差分放大電路。
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