Transistoreita käyttävä differentiaalivahvistinpiiri

Operatiivisia vahvistimia kutsutaan lyhyesti Op-Ampeereiksi, ja niitä kutsutaan myös differentiaalivahvistimiksi. Operatiivista vahvistinta käytetään tyypillisesti differentiaalivahvistimena erilaisissa sähköisissä ja elektronisissa piireissä. Näitä operaatiovahvistimia voidaan käyttää suodatukseen, signaalinkäsittelyyn ja matemaattisiin operaatioihin. sähköiset ja elektroniset komponentit kuten vastuksia ja kondensaattoreita käytetään operatiivisen vahvistimen tulo- tai lähtöliittimissä. Siten, että vahvistintoiminnon tulokset, resistiivisen takaisinkytkennän tai kapasitiivisen takaisinkytkentäkokoonpanojen hyötyä säätävät nämä komponentit. Siten vahvistin voi saavuttaa erilaisia ​​toimintoja, joten sitä kutsutaan operatiiviseksi vahvistimeksi. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsaus differentiaalivahvistinpiiristä ja sen toiminnasta

Mikä on differentiaalivahvistin

elektroninen vahvistin Kahden tulosignaalin välisen eron vahvistamiseen käytettyä kutsutaan differentiaalivahvistimeksi. Yleensä nämä differentiaalivahvistimet koostuvat kahdesta päätteestä, nimittäin käänteisliitännästä ja ei-invertoivasta päätelaitteesta. Nämä käänteiset ja ei-invertoivat päätteet on merkitty - ja + vastaavasti.

Differentiaalivahvistinpiiri

Differentiaalivahvistinta voidaan pitää analogisena piirinä, joka koostuu kahdesta tulosta ja yhdestä lähdöstä. Differentiaalivahvistinpiiri voidaan esittää alla olevan kuvan mukaisesti.

Differentiaalivahvistin

Differentiaalivahvistimen lähtöjännite on verrannollinen kahden tulojännitteen väliseen eroon. Tämä voidaan esittää yhtälömuodossa seuraavasti:

Missä A = vahvistimen vahvistus.

Transistoreita käyttävä differentiaalivahvistinpiiri

Differentiaalivahvistin piiri käyttämällä transistoreita voidaan suunnitella alla olevan kuvan mukaisesti, joka koostuu kahdesta transistorista T1 ja T2. Nämä transistorit ja vastukset on kytketty kytkentäkaavion mukaisesti.

Piiri transistoreilla

Differentiaalivahvistinpiirissä on kaksi tuloa I1 ja I2 ja kaksi lähtöä V1out ja V2out. Tulo I1 syötetään transistorin T1 tukiasemaan, tulo I2 kohdistetaan transistorin T2 tukiasemaan. Transistorin T1 ja transistorin T2 emitteriliittimet on kytketty yhteiseen emitterivastukseen. Täten kaksi tulosignaalia I1 ja I2 vaikuttavat lähtöihin V1out ja V2out. Differentiaalivahvistinpiiri koostuu kahdesta syöttöjännitteestä Vcc ja Vee, mutta maadoitusliitintä ei ole. Jopa yhdellä jännitesyötöllä myös virtapiiriä voidaan käyttää hyvin tarkoitetulla tavalla (samalla tavalla kun käytetään kahta syöttöjännitettä). Siksi positiivisen jännitesyötön ja negatiivisen vastakohdat jännitesyöttö on kytketty maahan.

Työskentely

Differentiaalivahvistimen toiminta voidaan helposti ymmärtää antamalla yksi tulo (sanotaan I1, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty) ja joka tuottaa lähtöä molemmissa lähtöliittimissä.

Vahvistin toimii

Jos tulosignaali (I1) syötetään transistorin T1 kantaan, niin transistorin T1 kollektoriliittimeen kytketyn vastuksen yli ilmestyy korkea jännitehäviö, joka tulee vähemmän positiiviseksi. Jos transistorin T1 kantaan ei syötetä tulosignaalia (I1), transistorin T1 kollektoriliittimeen kytketyn vastuksen yli ilmestyy pieni jännitehäviö, joka tulee positiivisemmaksi. Siten voimme sanoa, että transistorin T1 kollektoriliittimen yli ilmestyvä käänteislähtö perustuu T1: n tukiasemaan syötettyyn tulosignaaliin I1.

Jos T1 kytketään PÄÄLLE soveltamalla I1: n positiivista arvoa, emitteriresistanssin läpi kulkeva virta kasvaa, kun emitterivirta ja kollektorivirta ovat melkein yhtä suuret. Jos jännite putoaa emitterin yli vastus kasvaa , sitten molempien transistorien emitteri menee positiiviseen suuntaan. Jos transistorin T2 emitteri on positiivinen, T2: n pohja on negatiivinen ja tässä tilassa virranjohtavuus on pienempi.

Siten transistorin T2 kollektoriliittimeen kytketyn vastuksen yli tulee vähemmän jännitehäviötä. Tällöin annetulle positiiviselle tulosignaalille T2: n kerääjä menee positiiviseen suuntaan. Siten voimme sanoa, että transistorin T2 kollektoriliittimen yli ilmestyvä ei-invertoiva lähtö perustuu T1: n pohjaan syötettyyn tulosignaaliin.

Vahvistusta voidaan ohjata eri tavalla ottamalla lähtö transistorien T1 ja T2 kollektoriliittimien välillä. Edellä olevasta kytkentäkaaviosta olettaen, että kaikki transistorien T1 ja T2 ominaisuudet ovat samat ja jos perusjännitteet Vb1 ovat yhtä suuret kuin Vb2 (transistorin T1 perusjännitteet ovat yhtä suuria kuin transistorin T2 kantajännitteet), molempien transistoreiden emitterivirrat ovat yhtä suuri (Iem1 = Iem2). Täten emitterin kokonaisvirta on yhtä suuri kuin T1 (Iem1) ja T2 (Iem2) emitterivirtojen summa.

Täten emitterivirtaa voidaan ohjata

Siten emitterivirta pysyy vakiona riippumatta transistorien T1 ja T2 hfe-arvosta. Jos T1: n ja T2: n kollektoriliittimiin liitetyt vastukset ovat samat, myös niiden kollektorijännitteet ovat samat.

Sovellukset

Differentiaalivahvistimien sovellukset sisältävät seuraavat.

Niitä on lukuisia differentiaalivahvistinsovellukset käytännöllisissä piireissä signaalinvahvistussovellukset, moottoreiden ja servomoottoreiden ohjaus, tulovaiheessa olevaan emitteriin kytketty logiikka, kytkin ja niin edelleen ovat differentiaalivahvistinpiirin yleisiä sovelluksia.

Jos haluat lisätietoja vahvistinpiireistä ja differentiaalivahvistinsovelluksista, voit ottaa yhteyttä meihin lähettämällä kyselysi, ehdotuksesi, ideoitasi, kommenttisi ja myös osata suunnitella elektroniikkaprojektit omasta alla olevasta kommenttiosasta.