Un amplificador diferencial es un amplificador electrónico con dos entradas, cuya señal de salida es igual a la diferencia de voltajes de entrada multiplicada por una constante . Se utiliza en los casos en que es necesario resaltar una pequeña diferencia de voltaje en el contexto de un componente significativo de modo común .
La señal de salida de un amplificador diferencial puede ser monofásica o diferencial. Esto está determinado por el diseño del circuito de la etapa de salida .
Los transistores amplificadores diferenciales pueden ser bipolares , de efecto de campo o balísticos . Los de mayor frecuencia ( rango THz ) son amplificadores diferenciales basados en un par integrado de transistores balísticos [1] [2] .
Para preamplificar una pequeña señal diferencial en sistemas de alta precisión, el amplificador requiere una alta precisión de ganancia y, en muchos casos, también una alta impedancia de entrada . La precisión de ganancia generalmente se logra aplicando una retroalimentación negativa profunda alrededor del amplificador operacional . Sin embargo, un amplificador diferencial basado en un solo amplificador operacional no proporciona una alta resistencia de entrada del orden de varios mega ohmios , por lo que se suele utilizar un montaje similar al que se muestra en el diagrama. Aquí, el voltaje diferencial de entrada (V2-V1) se aplica a la entrada no inversora del amplificador operacional, que no se usa para la retroalimentación , y la impedancia de entrada inherente de los amplificadores operacionales de precisión es del orden de varios cientos. megaohmios. Los amplificadores diferenciales instrumentales se utilizan para la captación precisa de voltaje de los brazos de un puente electrónico y otros sensores con una baja impedancia de salida . La industria produce microcircuitos similares al esquema anterior, con características adicionales para configurar la ganancia, filtrar el ruido y corregir la frecuencia .
Un amplificador diferencial es necesario en casos donde la información no es transportada por el valor absoluto del voltaje en algún punto (respecto al nivel del suelo ), sino por la diferencia de voltaje entre dos puntos. Un ejemplo típico es un sensor de corriente resistivo conectado en serie con el circuito en estudio.
Los amplificadores diferenciales deben usarse siempre que exista la posibilidad de ruido de modo común en la señal. Por ejemplo, al medir potenciales eléctricos tomados de ciertos puntos de un organismo vivo: al tomar un electrocardiograma, electroencefalografía y métodos de investigación similares. Por lo general, también es necesario utilizar líneas de transmisión de señal especiales, por ejemplo, una línea blindada de dos hilos para transmitir una señal desde un micrófono (utilizada, por ejemplo, en líneas con un conector XLR ).
| Amplificadores de transistores | ||
|---|---|---|
| transistores bipolares | ||
| FET |
| |
| Etapas de transistores | ||