Este Amplificador se utiliza como etapa de entrada de los amplificadores operacionales. Tiene como función Amplificar la Diferencia de 2 señales de excitación V₁(t) y V₂(t). Operan donde DC hasta algunos MHz. El circuito está formado básicamente por 2 BJT acoplados por sus emisores y elementos para polarizar como el circuito de la Figura 1.

Figura 1 amplificador diferencial básico

Sustituyendo los transistores BJT por su modelo de pequeña señal y representando

en términos de la señal de modo común y diferencial el circuito queda como el de la figura 2.

Figura 2 Amplificador diferencial básico modelo de pequeña señal

Para facilitar el análisis y determinar las ganancias de modo común y de modo diferencial el circuito de la figura 2 lo representamos en un circuito de enterada con las impedancias reflejadas a emisor y uno de salida como se ve en la figura 3 y 4.

Figura 3 circuito de entrada con impedancias reflejadas a emisor

Figura 4 Circuito de salida

Determinando para la señal de modo común y de modo diferencial estas quedan de la siguiente manera:

Figura 5 Circuito para determinar,

Figura 6 Circuito para determinar,

Sustituyendo: Ec. 2 en Ec. 1 obtenemos las salidas

La ganancia de modo común se puede hacer que tienda a cero esto lo logramos, si la la sustituimos por una fuente de corriente constante como se muestra en la figura 7, y la ganancia diferencial que tienda a valores muy grandes, si en lugar de colocamos una carga activa esto es un BJT trabajando como resistencia, como se muestra en la figura 8

Figura 7 Amplificador diferencial con fuente de corriente constante

Análisis de DC para determinar la región lineal de operación. Realizando análisis nodal para la señal común y diferencial se obtienen las ecuaciones del circuito las cuales quedan de la siguiente manera:

Ecuaciones de las rectas de modo común y diferencial

Figura 8. Región lineal de operación del diferencial con fuente de corriente constante obtenida al trazar las rectas de carga común y diferencial

Figura 9 Imagen tomada del simulador de la Región lineal de operación

Se presenta el grafico que se obtiene trazando las rectas de carga de modo común y de modo diferencial así como el obtenido en el simulador

Figura 10 Amplificador Diferencial con carga activa en colector y espejo en emisor etapa de entrada del opamp

Las ecuaciones del diferencial básico son las mismas que las del circuito con cargas activas solo sustituir

Análisis de DC: Q₂(11.6vol, 1.15ma), Q₃(11.3vol, 2.3ma).

De la hoja de datos del fabricante “Semiconductores ON” y micro electronics datasheet.

El simulador da lo siguiente:

Ver figura 12.

Figura 11 del opamp µa741 simplificado

Se observa en el diagrama simplificado como el diferencial es la 1 era etapa y principal del opamp si entendemos perfectamente la operación del amplificador diferencial nos ayudara mucho para poder entender el amplificado operacional (OPAMP)

Figura 12 Circuito para monitorear la ganancia de modo Diferencial A_d=61.2db

TERMINA Y HASTA LA PROXIMA