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FAQ 1008999 : 差動増幅回路(Differential Amplification Circuit)

オペアンプなどの入力回路に内蔵される差動増幅回路は2つの入力信号の差だけを増幅する為に考案されたもので、下図の様に全く対称的な構成となっています。

2つの入力電圧V1及びV2が等しく、各々の抵抗及びトランジスタが全く等価な特性を有しているものと仮定すると、コレクタ電流I1及びI2は等しく、出力電圧Vo1及びVo2は同じ値となり、差動回路は全くバランスした状態となります。

Vo1 = Vo2 ≒ V+ - Io・Rc/2


次にV1が増大し、Q1の入力電流IB1が増大すれば、I1もそれに従って増加する為、出力電圧Vo1は低下する方向となります。
ところが、I1とI2の総和は常に定電流源Ioの値に等しい為、必然的にI2は減少し、Vo2は増加する方向となる為、Vo1≠Vo2となってバランスが 崩れます。この時、差動出力電圧Vo1-Vo2が生じ、この電圧は差動入力電圧V1-V2に比例します。また、V2もV1の増加量と等しく増大したとすれ ば再び回路はバランス状態となり、差動出力電圧は生じません。
この様に差動増幅回路は、入力2端子間の差電圧(差動成分)のみに感応するという非常に面白い性質を有しています。

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