El Amplificador Diferencia

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

El amplificador diferencial se utiliza en circuitos integrados. Esta conexión puede describirse considerando al amplificador diferencial básico, el cual se muesta en la figura 1.

Se observa que el circuito tiene dos entradas y salidas separadas, y los emisores están conectados juntos. Aunque en la mayoría de los amplificadores diferenciales utilizan dos alimentaciones de voltaje separadas, el circuito también puede operarse con una sola alimentación.

Las posibles combinaciones en la señal de entrada son:

Si se aplica la señal a alguna entrada, con la otra conectada a tierra, a dicha operación se le llama con una sola terminal.

Si se aplican dos señales de entrada de distinta polaridad se le llama doble terminal.

Si se le aplica la misma señal de entrada a amabas, se le llama de modo común.

Cuando se aplica una sola señal de entrada, debido a la conexión de emisor común, la señal de entrada opera en ambos transistores dando como resultado una salida en ambos colectores.

Cuando se aplican dos señales de entrada, la diferencia de las entradas tiene como resultado salidas en ambos colectores.

En modo común da como resultado señales opuestas en cada colector, cancelando estas señales, debido a que la señal de salida es cero. En la práctica da como resultado una señal muy pequeña.

Su principal característica del amplificador diferencial es la gran ganancia que se obtiene cuando se aplican las señales opuestas a la entrada, en comparación a la pequeña ganancia obtenida con las entradas comunes.

La relación de esta ganancia diferencial respecto a la de modo común se llama rechazo en modo común.

Polarización

Considerando la polarización del circuito de la figura 2 con entradas de ac que se obtuvieron de fuentes de voltaje, el voltaje de dc en cada entrada está conectada a 0 v, con cada voltaje de base a 0v el voltaje de polarización de emisor común es:

VE = 0v – VBE = -0.7

La corriente de polarización del emisor es:

IE = (VE-(-VEE))/RE= (VEE-0.7)/RE

Suponiendo que los transistores son idénticos:

IC1 = IC2 = IE/2

Dando como resultado un voltaje de colector:

VC1 = VC2 = VCC – IC RC = VCC - IE/2 RC

Calculo de ganancias

Ganancia de voltaje en una sola terminal

Se aplica la señal a una entrada y la otra se conecta a tierra y se hace un modelo equivalente en ac.

La corriente en ac de la base puede calcularse con LVK en la base 1, suponiendo que los dos transistores son idénticos

Ib1 = Ib2 = Ib.

ri1 = ri2 = ri

Con RE muy grande, el circuito para obtener la ecuación de LVK se simplifica al de la figura 5, del cual se puede decir:

Vi1 – (Ib ri) – (Ib r1) = 0

Ib = Vi1/2

β 1 = β 2 = β

Ic = βIb = β Vi1/2ri

La magnitud del voltaje de salida en los colectores es:

Vo = Ic Rc = β Vi1/2ri Rc = βRc/2βre vi

Por lo que la ganancia de voltaje es:

Av = Rc/2re

Ganancia de voltaje de doble terminal

Se usa el análisis similar para la condición de señales aplicadas a ambas entradas, la magnitud de la ganancia de voltaje diferencial seria:

Ad = Vo/Vd= βRc/2ri

Donde Vd= Vi1 – Vi2

Operación en modo común

Mientras que un amplificador diferencial proporciona una gran amplificación de la señal diferencial proporciona

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