De operationelle forstærkere betegnes kort som Op-Amps og kaldes også som differentielle forstærkere. Den operationelle forstærker bruges typisk som en differentiel forstærker i forskellige elektriske og elektroniske kredsløb. Disse operationelle forstærkere kan bruges til at udføre filtrering, signalbehandling og matematiske operationer. Det elektriske og elektroniske komponenter såsom modstande og kondensatorer bruges ved indgangs- eller udgangsterminalerne på operationsforstærkeren. Sådan, at forstærkerfunktionen resulterer, fordelene ved den resistive feedback eller kapacitive feedback-konfigurationer reguleres af disse komponenter. Således kan forstærkeren opnå forskellige operationer, derfor betegnes den som en operationsforstærker. Denne artikel diskuterer en oversigt over differentialforstærkerkredsløbet og dets funktion
Hvad er differentialforstærker
Det elektronisk forstærker bruges til at forstærke forskellen mellem to indgangssignaler kan kaldes som en differentiel forstærker. Generelt består disse differentielle forstærkere af to terminaler, nemlig inverterende terminal og ikke-inverterende terminal. Disse inverterende og ikke-inverterende terminaler er repræsenteret med henholdsvis - og +.
Differential forstærker kredsløb
Differentialforstærkeren kan betragtes som et analogt kredsløb, der består af to indgange og en udgang. Differentialforstærkerkredsløbet kan repræsenteres som vist i nedenstående figur.
Differentialforstærker
Udgangsspændingen på en differentiel forstærker er proportional med forskellen mellem de to indgangsspændinger. Dette kan repræsenteres i ligningsform som følger:
Hvor A = forstærkerens forstærkning.
Differentialforstærkerkredsløb ved hjælp af transistorer
Differentialforstærkeren kredsløb ved hjælp af transistorer kan designes som vist i nedenstående figur, som består af to transistorer T1 og T2. Disse transistorer og modstande er forbundet som vist i kredsløbsdiagrammet.
Kredsløb ved hjælp af transistorer
Der er to indgange I1 & I2 og to udgange V1out & V2out i differentialforstærkerkredsløbet. Indgangen I1 tilføres til transistoren T1-basesterminalen, indgangen I2 tilføres til transistoren T2-basisterminalen. Emitterterminalerne på transistoren T1 og transistoren T2 er forbundet til en fælles emittermodstand. De to indgangssignaler I1 og I2 vil således påvirke udgangene V1out & V2out. Differentialforstærkerkredsløbet består af to forsyningsspændinger Vcc og Vee, men der er ingen jordklemme. Selv med en enkelt spændingsforsyning kan kredsløb også fungere fint, som det er beregnet (på samme måde som ved brug af to forsyningsspændinger). Derfor er de modsatte punkter med positiv spændingsforsyning og negativ spændingsforsyning er forbundet til jorden.
Arbejder
Differentialforstærkerens arbejde kan let forstås ved at give en indgang (sig ved I1 som vist i nedenstående figur), og som producerer output ved begge udgangsterminalerne.
Forstærker fungerer
Hvis indgangssignalet (I1) leveres til basen af transistoren T1, vises der et højt spændingsfald over modstanden, der er forbundet til transistor T1-kollektorterminalen, som bliver mindre positiv. Hvis der ikke tilføres noget indgangssignal (I1) til basen af transistoren T1, vises der et lavt spændingsfald på tværs af modstanden, der er forbundet til transistor T1-kollektorterminalen, som bliver mere positiv. Således kan vi sige, at den inverterende udgang, der vises på tværs af kollektorterminalen på transistoren T1, er baseret på indgangssignalet I1, der tilføres ved basisterminalen på T1.
Hvis T1 er tændt ved at anvende den positive værdi af I1, stiger strømmen, der passerer gennem emittermodstanden, når emitterstrømmen og samlerstrømmen er næsten lige. Således, hvis spændingen falder over emitteren modstand øges , så går emitteren fra begge transistorer i en positiv retning. Hvis transistoren T2-emitter er positiv, vil basen af T2 være negativ, og i denne tilstand er strømledningen mindre.
Der vil således være mindre spændingsfald over modstanden forbundet ved kollektorterminalen på transistoren T2. Derfor vil samleren af T2 for den givne positive indgangssignal gå i en positiv retning. Således kan vi sige, at den ikke-inverterende udgang, der vises over transistor T2's kollektorterminal, er baseret på det indgangssignal, der påføres ved basen af T1.
Forstærkningen kan drives forskelligt ved at tage output mellem samlerterminalerne på transistorer T1 og T2. Fra det ovenstående kredsløbsdiagram, forudsat at alle karakteristika ved transistorer T1 & T2 er identiske, og hvis basisspændingerne Vb1 er lig med Vb2 (basist spænding af transistoren T1 er lig med basisspændingen for transistoren T2), vil emitterstrømme for begge transistorer være lig (Iem1 = Iem2). Således vil den samlede emitterstrøm være lig med summen af emitterstrømme for T1 (Iem1) og T2 (Iem2).
Således kan emitterstrøm drives som
Således forbliver emitterstrømmen konstant uafhængig af hfe-værdien af transistorer T1 og T2. Hvis modstande forbundet til kollektorterminalerne i T1 & T2 er ens, så er deres kollektorspændinger også ens.
Ansøgninger
Anvendelserne af differentialforstærkere inkluderer følgende.
Der er mange differentierede forstærkerapplikationer i praktiske kredsløb, signalforstærkningsapplikationer, styring af motorer & servomotorer, indgangstrin emitterkoblet logik, switch osv. er almindelige anvendelser af differensforstærkerkredsløbet.
For mere information om forstærkerkredsløb og differentialforstærkerapplikationer, kan du henvende dig til os ved at sende dine forespørgsler, forslag, ideer, kommentarer og også vide, hvordan du designer elektronikprojekter alene i kommentarfeltet nedenfor.
