מעגל מגבר דיפרנציאלי באמצעות טרנזיסטורים

המגברים התפעוליים מכונים תוך זמן קצר כמגברי אופ-ונקראים גם כמגברים דיפרנציאליים. המגבר התפעולי משמש בדרך כלל כמגבר דיפרנציאלי במעגלים חשמליים ואלקטרוניים שונים. ניתן להשתמש במגברים תפעוליים אלה לביצוע סינון, מיזוג אותות ופעולות מתמטיות. ה רכיבים חשמליים ואלקטרוניים כגון נגדים וקבלים משמשים במסופי הכניסה או הפלט של המגבר התפעולי. כך שתוצאות פונקציית המגבר, היתרון של משוב התנגדות, או תצורות משוב קיבולי מוסדרים על ידי רכיבים אלה. לפיכך, המגבר יכול להשיג פעולות שונות, ולכן הוא מכונה כמגבר תפעולי. מאמר זה דן בסקירה כללית של מעגל המגברים הדיפרנציאלי ופועלו

מהו מגבר דיפרנציאלי

ה מגבר אלקטרוני המשמש להגברת ההבדל בין שני אותות קלט ניתן לקרוא כמגבר דיפרנציאלי. באופן כללי, מגברים דיפרנציאליים אלה מורכבים משני טרמינלים שהם מסוף הפוך ומסוף שאינו הפוך. מסופים הפוכים ולא הפוכים אלה מיוצגים עם - ו- + בהתאמה.

מעגל מגבר דיפרנציאלי

מגבר ההפרש יכול להיחשב כמעגל אנלוגי המורכב משני כניסות ופלט אחד. ניתן לייצג את מעגל המגבר הדיפרנציאלי כפי שמוצג באיור למטה.

מגבר דיפרנציאלי

מתח המוצא של מגבר דיפרנציאלי פרופורציונאלי להפרש בין שני המתחים הקלטים. ניתן לייצג זאת בצורה משוואתית באופן הבא:

איפה A = רווח של המגבר.

מעגל מגבר דיפרנציאלי באמצעות טרנזיסטורים

מגבר הדיפרנציאל מעגל באמצעות טרנזיסטורים יכול להיות מתוכנן כפי שמוצג באיור למטה המורכב משני טרנזיסטורים T1 ו- T2. טרנזיסטורים ונגדים אלה מחוברים כפי שמוצג בתרשים המעגל.

מעגל באמצעות טרנזיסטורים

ישנם שני כניסות I1 & I2 ושני יציאות V1out & V2out במעגל המגבר הדיפרנציאלי. הקלט I1 מוחל על מסוף בסיס הטרנזיסטור T1, הקלט I2 מוחל על מסוף בסיס הטרנזיסטור T2. מסופי הפולט של הטרנזיסטור T1 והטרנזיסטור T2 מחוברים נגד פולט נפוץ. לפיכך, שני אותות הקלט I1 ו- I2 ישפיעו על הפלטים V1out ו- V2out. מעגל המגבר הדיפרנציאלי מורכב משני מתח אספקה ​​Vcc ו- Vee אך אין מסוף קרקע. גם עם ספק מתח בודד ניתן להפעיל מעגל בסדר כפי שהוא נועד (באופן דומה תוך שימוש בשני מתח אספקה). מכאן, הנקודות ההפוכות של אספקת מתח חיובית ושלילית אספקת מתח מחוברים לקרקע.

עובד

ניתן להבין בקלות את מגבר הדיפרנציאל העובד על ידי מתן קלט אחד (נניח ב- I1 כפי שמוצג באיור שלהלן) ואשר מפיק פלט בשני מסופי הפלט.

מגבר עובד

אם אות הקלט (I1) מסופק לבסיס הטרנזיסטור T1, אז מופיעה ירידת מתח גבוהה על פני הנגד המחובר למסוף אספן הטרנזיסטור T1 אשר יקבל פחות חיובי. אם לא מסופק אות קלט (I1) לבסיס הטרנזיסטור T1, אז מופיעה ירידה במתח נמוך על פני הנגד המחובר למסוף אספן הטרנזיסטור T1 אשר יקבל חיובי יותר. לפיכך, אנו יכולים לומר כי הפלט ההפוך המופיע על פני מסוף הקולט של הטרנזיסטור T1 מבוסס על אות הקלט I1 המסופק במסוף הבסיס של T1.

אם T1 מופעל על ידי החלת הערך החיובי של I1, הזרם העובר בהתנגדות פולט עולה ככל שזרם הפולט וזרם האספן כמעט שווה. לפיכך, אם המתח יורד על פני הפולט ההתנגדות עולה ואז הפולט של שני הטרנזיסטורים הולך לכיוון חיובי. אם פולט הטרנזיסטור T2 חיובי, אז בסיס ה- T2 יהיה שלילי ובמצב זה, ההולכה הנוכחית פחותה.

לפיכך, תהיה ירידה פחותה במתח על פני הנגד המחובר במסוף הקולט של הטרנזיסטור T2. לפיכך, עבור אספן אות הקלט החיובי הנתון של T2 ילך בכיוון חיובי. לפיכך, אנו יכולים לומר כי הפלט הלא-הפוך המופיע על פני מסוף הקולט של הטרנזיסטור T2 מבוסס על אות הקלט המופעל בבסיס T1.

ניתן להניע את ההגברה באופן דיפרנציאלי על ידי לקיחת פלט בין מסופי הקולט של הטרנזיסטורים T1 ו- T2. מתרשים המעגלים שלעיל, בהנחה שכל המאפיינים של הטרנזיסטורים T1 ו- T2 זהים ואם מתח הבסיס Vb1 שווה ל- Vb2 (מתח הבסיס של הטרנזיסטור T1 שווה למתח הבסיס של הטרנזיסטור T2), אז זרמי הפולט של שני הטרנזיסטורים יהיו שווה (Iem1 = Iem2). לפיכך, זרם הפולט הכולל יהיה שווה לסכום זרמי הפולט של T1 (Iem1) ו- T2 (Iem2).

לפיכך, ניתן להניע את זרם הפולט כ

לפיכך, זרם הפולט נשאר קבוע ללא תלות בערך hfe של הטרנזיסטורים T1 ו- T2. אם ההתנגדות המחוברת למסופי האספן של T1 & T2 שווה, אזי גם מתח האספנים שלהם שווה.

יישומים

היישומים של מגברים דיפרנציאליים כוללים את הדברים הבאים.

יש רבים יישומי מגבר דיפרנציאלי במעגלים מעשיים, יישומי הגברת אותות, שליטה במנועים ומנועי סרוו, לוגיקה משולבת של פולט שלב, מתג וכן הלאה הם יישומים נפוצים של מעגל המגבר הדיפרנציאלי.

לקבלת מידע נוסף אודות מעגלי מגברים ויישומי מגברים דיפרנציאליים, תוכל לפנות אלינו על ידי פרסום שאילתות, הצעות, רעיונות, הערות, וכן לדעת כיצד לעצב פרויקטים אלקטרוניים לבד בקטע ההערות למטה.