差分放大電路的兩個輸入端為什么要接上電壓跟隨器？有何妙用？

Part 01

前言

前面的文章中我們針對差分電路的選型，計算，以及共模抑制比都已經(jīng)做了詳細(xì)的介紹，詳細(xì)大家對于差分電路的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)很熟悉了，其實(shí)可以把差分放大器理解成電壓減法器電路，差分放大電路的輸出電壓與施加到運(yùn)算放大器反相和同相端的兩個輸入信號的電壓差成比例。

但是我們會發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的電路應(yīng)用中，我們會看到有些差分放大電路的兩個輸入端會分別接上兩個電壓跟隨器，又叫做緩沖器，但是有些差分放大電路中又沒有這兩個緩沖器，那么問題來了，緩沖器這差分放大電路中的作用是什么？什么時候需要緩沖器，什么時候又不需要呢？

Part 02

電壓跟隨器

電壓跟隨器，它的小名叫單位增益放大器，或者緩沖放大器，最直觀的特點(diǎn)就是它的輸入電壓等于輸出電壓。整個電路的增益為1。電壓跟隨器用很多不同的用途，之前的文章我們有專門的介紹，它可以提供高阻抗輸入，同時向后續(xù)電路提供低阻抗輸出，基于這個特點(diǎn)，它的主要用途之一就是用作電路級之間的緩沖器，隔離不同的部分以防止相互作用。

Part 03

差分放大電路中緩沖器的作用

比如下圖中的差分放大電路的同相和反相輸入分別有兩個輸入信號V1和V2，V1和V2就像兩個電壓源一樣，理想的電壓源內(nèi)阻為0。

但是實(shí)際的電壓源內(nèi)阻可不為0，V1和V2也可能是通過某個電壓信號利用電阻分壓得到的，這樣等效的V1和V2應(yīng)該是V1和V2分別串聯(lián)一個電阻Rs1，和Rs2。

我們還知道一個概念是運(yùn)放的虛斷，也就是運(yùn)放的輸入阻抗非常大，以至于運(yùn)放的輸入電流很小，就像輸入開路了一樣，但是差分電路的電路拓?fù)鋵?dǎo)致了其兩個輸入端都有偏置電阻，這就導(dǎo)致了差分電路的輸入電阻可不是非常大，而是由偏置電阻網(wǎng)絡(luò)決定的（還和差模輸入信號，共模輸入信號有關(guān)）。

所以問題就來了，如果輸入信號的信號源阻抗Rs1，Rs2與差分電路的偏置電阻網(wǎng)絡(luò)在同一數(shù)量級，這樣對于下面差分電路放大增益的計算就需要考慮Rs1和Rs2了，也就是在計算電路放大倍數(shù)時，R1變成了R1+Rs1，R2變成了R2+Rs2，這不僅影響差分放大電路的放大倍數(shù)的計算，還會影響差分放大電路的共模抑制比（可以參考上一篇文章的講解）。

要想解決上面的問題，就可以利用緩沖器的高阻抗輸入，低阻抗輸出特點(diǎn)，既不影響上一級電路，也不影響下一級電路，從而有效解決差分輸入信號源阻抗對于差分電路的影響。