Wzmacniacz różnicowy

Schemat prostego wzmacniacza różnicowego

Wzmacniacz różnicowy – wzmacniacz, 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 I_e płynącego we wspólnym obwodzie, który jest równy sumie prądów obu tranzystorów. Przy dużej rezystancji Re prąd I_e 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, np. wzmacniaczy operacyjnych. 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
• znajdowaly sie blisko siebie, dla lepszego przeplywu pradu i szybszego czasu pracy urzadzenia

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.