Differential Amplifier   차동 증폭기

(2015-06-23)
1. 차동 증폭기

  ㅇ 두 입력 신호의 차에 비례하여 증폭하는 회로
     - 거의 모든 연산증폭기의 입력단에 사용

  ㅇ 주로, 공통모드신호 잡음 제거를 위한 회로

  ㅇ 차동증폭기 해석 방법
     - 2가지 모드(공통모드,차동모드)에 의한 중첩 해석


2. 차동증폭기 동작모드/입력모드

  ㅇ 차동 입력 모드 (differential mode, 차동 모드)
     - 두 입력 차이에 따라 출력(크기 및 극성)이 결정됨

  ㅇ 동상 입력 모드 (common mode, 공통 모드)
     - 불필요한 2개의 동일 신호(주파수,진폭,위상)를 두 입력 단자에 인가
        . 이 모드에서의 출력은 중첩되게하여 서로 상쇄됨으로써 이상적으로 `0`이됨
        . 이 동작을 공통모드 제거(common-mode rejection) 이라고 함
        . 따라서, 원하지 않는 신호는 제거하고, 원하는 신호왜곡되지 않게함
     - 공통모드 형태는 일반적으로 인접 도선, 전력선 등에서 유입되는 잡음
3. 차동증폭기 특징잡음,간섭 등 영향에 강함
     - 단일 증폭기(one-stage amplifier)에 비해 잡음,간섭 등에 의한 영향이 작음

  ㅇ 결합커패시터바이패스커패시터가 필요 없음
     - 다단 증폭기에서 각 단을 용이하게 직접 결합 가능

  ㅇ 집적회로에서 제작이 보다 용이하여 널리 쓰임
     - 집적회로 제작 방식은 똑같은 특성의 두 소자를 함께 배치 제작하기가 쉬움 
     - 한편, BJT 차동증폭기는 ECL(이미터-결합 논리)라는 고속 논리회로 소자의 기본이 됨

  ㅇ 차동증폭기 능력 척도 ☞ 공통모드제거비(CMRR) 참조


4. 차동증폭기 BJT 회로 구현 例

  ㅇ 이미터가 결합된 2개의 공통 이미터 증폭기로 구성 가능
      

     - 2개의 입력을 받아서 1개(vout=vo1-vo2) 또는 2개(vo1,vo2)의 출력을 발생시킴
        . 출력 vout은 입력의 차이(vi1-vi2)에 비례
     - 트랜지스터 Q1,Q2는 동일 특성을 갖음 
     - 양 (+VCC)과 음 (-VEE) 2개의 전원 공급
     - 두 개의 입력과 두 개의 컬렉터 전압이 있지만 마치 한 단(stage) 처럼 취급

  ㅇ (직류 바이어스 해석)
     


[차동 증폭기]1. 차동 증폭기  2. 차동 모드,공통 모드  3. CMRR  
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