Wzmacniacz różnicowy
Schemat prostego wzmacniacza różnicowego
Wzmacniacz różnicowy - wzmacniacz elektryczny, którego napięcie wyjściowe jest zależne od różnicy napięć między wejściami wzmacniacza. W najprostszej wersji składa się z dwóch tranzystorów sprzężonych ze sobą za pośrednictwem rezystora Re. Rezystor ten stabilizuje punkty pracy obu tranzystorów i wymusza prąd Ie płynącego we wspólnym obwodzie, który jest równy sumie prądów obu tranzystorów. Przy dużej rezystancji Re prąd Ie nie zależy od natężeń prądów na wejściach.
Wzmacniacz różnicowy może być sterowany z dwóch źródeł, które dołącza się do baz obu tranzystorów tzw. sterowanie symetryczne, albo z jednego źródła - asymetryczne. Wyjście układu może być symetryczne - z kolektorów obu tranzystorów albo asymetryczne - między kolektorem jednego z tranzystorów a masą. Układ umożliwia więc asymetryczne bądź symetryczne wejście i wyjście w różnych kombinacjach.
Wzmacniacze różnicowe są elementami konstrukcyjnymi wielu układów elektronicznych, w tym: wzmacniaczy operacyjnych. Głównymi zastosowaniami są wzmacnianie, mnożenie, ograniczanie, przełączanie oraz jako elementy niektórych układów cyfrowych.
Idealny wzmacniacz różnicowy jest układem o dwu wejściach, który wzmacnia tylko różnicę napięć wejściowych niezależnie od sumy tych napięć.
Najprostszy układ wzmacniacza składa się z dwu tranzystorów bipolarnych typu npn, zasilania i trzech oporników.
Przy budowie wzmacniaczy różnicowych dąży się do uzyskania dużego wzmocnienia różnicowego Kur, dużego współczynnika tłumienia sygnału sterującego Hs, dużej rezystancji wejściowej oraz małych sygnałów niezrównoważenia i ich dryftów. Poprawa parametrów wzmacniacza wymaga zwiększenia współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystorów βo, rezystancji Re i rezystancji Rc.
Zaleca się, aby oba tranzystory miały podobne warunki pracy, tj.:
ten sam model tranzystora, np. oba BC548
identyczną temperaturę, uzyskuje się to poprzez połączenie ze wspólnym radiatorem
Najkorzystniej jest, gdy wzmacniacz różnicowy wykonany jest jako element scalony w jednym procesie technologicznym, zapewnia to dobrą powtarzalność parametrów oraz sprzężenie termiczne.
W profesjonalnych zastosowaniach bazy obu tranzystorów łączy się rezystorem ok. 22 M. Zabezpiecza to układ przed przepięciami i zmniejsza czas oczekiwania na zmianę polaryzacji sygnału wyjściowego.
