Các bộ khuếch đại hoạt động được gọi ngắn gọn là Op-Amps và cũng được gọi là bộ khuếch đại vi sai. Bộ khuếch đại hoạt động thường được sử dụng như một bộ khuếch đại vi sai trong các mạch điện và điện tử khác nhau. Các bộ khuếch đại hoạt động này có thể được sử dụng để thực hiện các phép lọc, điều hòa tín hiệu và toán học. Các linh kiện điện và điện tử chẳng hạn như điện trở và tụ điện được sử dụng ở đầu vào hoặc / và đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động. Như vậy, kết quả chức năng bộ khuếch đại, lợi ích của phản hồi điện trở hoặc cấu hình phản hồi điện dung được quy định bởi các thành phần này. Do đó, bộ khuếch đại có thể đạt được các hoạt động khác nhau, do đó, nó được gọi là bộ khuếch đại hoạt động. Bài viết này thảo luận tổng quan về mạch khuếch đại vi sai và hoạt động của nó
Bộ khuếch đại vi sai là gì
Các bộ khuếch đại điện tử được sử dụng để khuếch đại sự khác biệt giữa hai tín hiệu đầu vào có thể được gọi là bộ khuếch đại vi sai. Nói chung, các bộ khuếch đại vi sai này bao gồm hai thiết bị đầu cuối là thiết bị đầu cuối đảo ngược và đầu cuối không đảo. Các thiết bị đầu cuối đảo ngược và không đảo này được biểu diễn bằng - và + tương ứng.
Mạch Khuếch đại Vi sai
Bộ khuếch đại vi sai có thể được coi là một mạch tương tự bao gồm hai đầu vào và một đầu ra. Mạch khuếch đại vi sai có thể được biểu diễn như trong hình dưới đây.
Bộ khuếch đại vi sai
Điện áp đầu ra của bộ khuếch đại vi sai tỷ lệ với sự khác biệt giữa hai điện áp đầu vào. Điều này có thể được biểu diễn dưới dạng phương trình như sau:
Trong đó A = độ lợi của bộ khuếch đại.
Mạch khuếch đại vi sai sử dụng bóng bán dẫn
Bộ khuếch đại vi sai mạch sử dụng bóng bán dẫn có thể được thiết kế như trong hình dưới đây bao gồm hai bóng bán dẫn T1 và T2. Các bóng bán dẫn và điện trở này được kết nối như thể hiện trong sơ đồ mạch.
Mạch sử dụng bóng bán dẫn
Có hai đầu vào I1 & I2 và hai đầu ra V1out & V2out trong mạch khuếch đại vi sai. Đầu vào I1 được áp dụng cho cực gốc của bóng bán dẫn T1, đầu vào I2 được áp dụng cho cực gốc T2 của bóng bán dẫn. Các cực phát của bóng bán dẫn T1 và bóng bán dẫn T2 được kết nối với một điện trở phát chung. Như vậy, hai tín hiệu đầu vào I1 & I2 sẽ ảnh hưởng đến các đầu ra V1out & V2out. Mạch khuếch đại vi sai gồm hai nguồn điện áp Vcc và Vee nhưng không có đầu nối đất. Ngay cả với nguồn cung cấp điện áp đơn, mạch cũng có thể hoạt động tốt như dự định (tương tự khi sử dụng hai điện áp nguồn). Do đó, các điểm đối lập của nguồn cung cấp điện áp dương và tiêu cực cung cấp điện áp được kết nối với mặt đất.
Đang làm việc
Bộ khuếch đại vi sai làm việc có thể dễ dàng hiểu được bằng cách đưa ra một đầu vào (giả sử tại I1 như trong hình bên dưới) và tạo ra đầu ra ở cả hai đầu ra.
Bộ khuếch đại hoạt động
Nếu tín hiệu đầu vào (I1) được cung cấp cho đế của bóng bán dẫn T1, thì điện áp giảm cao xuất hiện trên điện trở được kết nối với cực thu T1 của bóng bán dẫn sẽ nhận được ít tích cực hơn. Nếu không có tín hiệu đầu vào (I1) nào được cung cấp cho đế của bóng bán dẫn T1, thì điện áp thấp xuất hiện trên điện trở được kết nối với đầu cực thu của bóng bán dẫn T1 sẽ nhận được tích cực hơn. Do đó, chúng ta có thể nói rằng đầu ra đảo ngược xuất hiện trên cực thu của bóng bán dẫn T1 dựa trên tín hiệu đầu vào I1 được cung cấp tại cực cơ sở của T1.
Nếu T1 được BẬT bằng cách áp dụng giá trị dương của I1, thì dòng điện đi qua điện trở bộ phát tăng khi dòng phát và dòng thu gần như bằng nhau. Do đó, nếu điện áp giảm trên bộ phát sức đề kháng tăng lên , sau đó phát của cả hai bóng bán dẫn đi theo chiều dương. Nếu cực phát T2 của bóng bán dẫn là dương, thì gốc của T2 sẽ là âm và trong điều kiện này, sự dẫn dòng ít hơn.
Do đó, sẽ có ít điện áp rơi trên điện trở được kết nối tại cực thu của bóng bán dẫn T2. Do đó, đối với bộ thu tín hiệu đầu vào tích cực của T2 sẽ đi theo hướng tích cực. Do đó, chúng ta có thể nói rằng đầu ra không đảo xuất hiện trên cực thu của bóng bán dẫn T2 dựa trên tín hiệu đầu vào được áp dụng tại chân T1.
Sự khuếch đại có thể được điều khiển một cách khác biệt bằng cách lấy đầu ra giữa các cực thu của bóng bán dẫn T1 và T2. Từ sơ đồ mạch trên, giả sử tất cả các đặc tính của các bóng bán dẫn T1 và T2 là giống nhau và nếu điện áp cơ bản Vb1 bằng Vb2 (điện áp cơ bản của bóng bán dẫn T1 bằng điện áp cơ sở của bóng bán dẫn T2) thì dòng phát của cả hai bóng bán dẫn sẽ là bằng nhau (Iem1 = Iem2). Như vậy, tổng dòng phát sẽ bằng tổng dòng phát của T1 (Iem1) và T2 (Iem2).
Do đó, dòng điện phát có thể được điều khiển như
Do đó, dòng phát vẫn không đổi độc lập với giá trị hfe của các bóng bán dẫn T1 và T2. Nếu điện trở kết nối với cực thu của T1 và T2 bằng nhau, thì điện áp cực thu của chúng cũng bằng nhau.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của bộ khuếch đại vi sai bao gồm những điều sau đây.
Có rất nhiều ứng dụng bộ khuếch đại vi sai trong các mạch thực tế, các ứng dụng khuếch đại tín hiệu, điều khiển động cơ & động cơ servo, logic kết hợp bộ phát đầu vào, công tắc, v.v. là những ứng dụng phổ biến của mạch khuếch đại vi sai.
Để biết thêm thông tin về mạch khuếch đại và các ứng dụng khuếch đại vi sai, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bằng cách đăng các truy vấn, đề xuất, ý tưởng, nhận xét của bạn và cũng biết cách thiết kế dự án điện tử của riêng bạn trong phần bình luận bên dưới.
