最後更新：2026年10月8日設計・架構設計・架構中國大陸：差分放大电路

差動放大電路是什麼

Differential Amplifier

差動放大電路是放大2個輸入訊號之差，並抵消、去除同時疊加在兩者上的雜訊（共模訊號）的電路。由於共模拒斥比（CMRR）高，它作為抗雜訊、高精度類比放大的基本電路方塊，被用於以運算放大器為首的各種類比 IC。

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定義與原理

差動放大電路（Differential Amplifier）是放大2個輸入訊號之「差」，並抵消、去除同時疊加在兩者上的雜訊（共模訊號）的電路。由於共模拒斥比（CMRR：Common-Mode Rejection Ratio）高，它作為抗雜訊、高精度類比放大的基本電路方塊，被用於各種類比 IC。

基本架構是以共同的定電流源（尾電流）連接2個電晶體的源極（或射極）所構成的對稱電路，若負載使用電流鏡，即可有效率地將差動訊號轉換為單端輸出。對稱性越高，越能抵消溫度變化與電源變動的影響。

差動電路構成運算放大器的輸入級、比較器、類比數位／數位類比轉換器、高速介面（差動傳輸）等類比・混合訊號電路的核心。以差動方式傳送訊號，也能增強對傳輸線上雜訊的耐受性。

在要求高精度、低雜訊的量測、通訊與車用 IC 中是不可或缺的電路，Analog Devices、德州儀器（TI）、瑞薩電子（Renesas）等提供高性能產品。可搭配類比數位／數位類比轉換器（ADC・DAC）、RF 半導體（射頻半導體）各條目一起閱讀，以理解類比電路設計的基礎。

為什麼採用差動架構就能抗雜訊？

因為以相同方式疊加在2條導線上的雜訊（共模雜訊），在取差值的階段會互相抵消而消失。訊號是以2條線的差值傳遞，因此得以保留，只有外來雜訊被去除。將這種能力數值化的就是共模拒斥比（CMRR）。

差動放大電路用在哪裡？

運算放大器的輸入級、ADC 的輸入、高速序列傳輸（LVDS・PCIe・USB）的收發、感測器訊號的微小電壓放大等，凡是要求雜訊耐受性與精度的地方都會使用。

什麼是偏移電壓？

原本輸入差為零時輸出也應為零，但由於製造變異造成的電晶體特性差異，輸出會出現微小差值的現象。將此換算到輸入端的值即為偏移電壓，在高精度類比電路中會以截波（chopper）或自動歸零（auto-zero）等手法加以修正。