差動増幅回路

1. 目的
   　小信号増幅回路の仲間ですが一つの端子とグランド間ではなく、二つの端子間に電圧を加えます。出力も二つの端子間の電圧差として得ることができます。
   　結果として、入力端子の電圧差を増幅した電圧を二つの出力端子の差電圧として得ることができます。この回路は演算増幅器の基本回路となります。
   
   
2. バイポーラによる差動増幅回路
   　
   
   1. 差動増幅回路
      差動増幅回路は、二つのトランジスタのエミッタを共通の抵抗Reで接続した回路です。ここでは、Rc1=Rc2、Rb1=Rb2 として左右対称の回路構成にします。
      
      
      　e1 = Rb1iB1 + Vbe + Re(iE1 + iE2)
      　e2 = Rb1iB1 + Vbe + Re(iE1 + iE2)
      
      入力、e1,e2 から同相電圧ecと差動電圧eを次のように定義します。
      　ec = (e1 +e2 )/2
      　ed = (e1-e2 ) /2
      
      これから、
      　ec = RbiB,c + VBE + 2(1+β)ReiB,c
      　ed = 2Rb ・iB,d
      
      eo1,d = Vcc - βRc iB,d = Vcc - (β・Rc/2Rb)ed
      eo1,d = Vcc + βRc iB,d = Vcc + (β・Rc/2Rb)ed
      
      eo1c=eo2c=Vcc - (β・Rc/(Rb + 2(1+β)Re))(ec - Vbe)
      
      出力を eo1と eo2 の差で取り出すと
      　e0 = eo1-eo2 = (β・Rc/2Rb)ed
      ですから、入力の電圧差 ed の　(β・Rc/2Rb)　倍で取り出すことができます。
      
      
   2. 差動回路の特徴
      　この、差動増幅回路は、信号線に入る雑音対策に効果があります。e1,e2 に同じように雑音が混入した場合、この雑音は二つの電圧差をとることでキャンセルされ、元の信号の差を増幅した信号を取り出すことができます。
      
      
   3. CMRR
      　実際には、二つの回路が対象でなく、βや抵抗の差で　同相電圧ec　に対する電圧変化も現れます。この
      同相電圧に関する増幅度をAcとし、差動成分の増幅度との比　Ad/Ac を　同相除去比：CMRR（Common Mode Rejection Ratio）とよび、雑音に関する能力の指標として利用されます。
      　この値が大きいと、共通に入る雑音を抑え信号成分のみを取り出す能力が高くなります。