Amplificador Diferencial

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ELECTRONICA I (A-3.20.1)

2010

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
María Isabel Schiavon
1. Introducción
El amplificador diferencial (AD) es un circuito pensado para amplificar la diferencia de dos
señales.

v1
v0

AMPLIFICADOR
DIFERENCIAL

v2

FIGURA 1.1: ESQUEMA DE UN AD (LAS SEÑALES ESTÁN REFERIDAS A UNA MASA COMÚN)

Si se supone el AD representado por elbloque de la figura 1.1, donde se identifican dos
entradas, una de ellas definida como inversora (-) y la otra como no inversora (+), y una salida,
todas ellas referidas a una masa común, y se excitan las entradas con dos señales cualesquiera
(v1 y v2), es posible diferenciar:
• una señal de entrada diferencial (viD) definida como la diferencia entre la señal aplicada a la
entrada inversora, vi(-) y la señal aplicada a la entrada no inversora, vi (+):

viD = vi( − ) − vi( + ) = v1 − v2
• una señal de entrada a modo común (viC) definida como la semisuma de las dos entradas:

viC =

vi( − ) + vi( + )
2

=

v1 + v2
2

en consecuencia, es posible expresar:

v1 = viC +

viD
2

v2 = viC −

viD
2

Si el circuito es lineal, la salida (vo) puede expresarse también enfunción de dos componentes,
una a modo común (voC) y otra a modo diferencial (voD):

vo = voDS + voC = − AvDS viD + AvC viC
donde:
AvDS:
ganancia a modo diferencial simple, o sea, la relación entre la salida y la entrada
diferencial, cuando la excitación a modo común es nula.

AvDS =
AvC:

voDS
viD

ganancia a modo común, relación entre la salida y la entrada a modo común cuandoésta es la única excitación del circuito.

AvC =

v oC
viC

El amplificador diferencial ideal es aquel que a la salida tiene sólo presente la componente
diferencial, o sea que rechaza las señales a modo común (ganancia a modo común nula)
amplificando sólo las señales a modo diferencial.
1

ING. MARIA ISABEL SCHIAVON

Se define un factor de mérito para el amplificador diferencial queevalúa la capacidad de
rechazo del circuito a las señales a modo común frente a la capacidad de amplificar las señales a
modo diferencial, el factor de rechazo que es la relación entre la ganancia a modo diferencial y la
ganancia a modo común. Normalmente se expresa en decibeles.

voDS
AvDS
v iD
FRs =
=
voC
AvC
viC
2. Circuitos de AD
Es posible construir circuitos amplificadoresdiferenciales con cualquier dispositivo
semiconductor que pueda funcionar como amplificador. Puede implementarse con transistores
bipolares o transistores de efecto de campo. En ambos casos se trata de acoplar dos dispositivos
idénticos en su configuración amplificadora (emisor o fuente común) por el terminal común
(emisor o fuente) correspondiente a la configuración, resultando el circuitosimétrico de la fig. 2.1,
donde Q1 y Q2 representan los dispositivos en forma general.

V1

R

Q1

+

R
+
v O1
_

+
v O2
_

Q2

+

v

v

1

2

_

Io

_

V2
FIGURA 2.1: CIRCUITO GENERALIZADO DE AD
El circuito generalizado está alimentado por dos fuentes de polaridades opuestas (V1 y V2) que
en general tienen valores +V y -V respectivamente, de esta manera es posibleacoplar
directamente en las entradas señales con componente de continua nula, e incluso amplicar
diferencia de tensiones de continua. Si el circuito se alimentara con una única fuente contra masa
sería necesario establecer una red de polarización para las entradas de los dispositivos y la
excitación de señal debería conectarse con capacitares de acople que independicen la
polarización de lostransistores.
Hay disponibles dos salidas, según cual de ellas se tome queda determinada la entrada que
actúa como inversora y la que actúa como no inversora. Si se identifica la entrada de Q1 como la
entrada inversora y la entrada de Q2 como la entrada no inversora, la salida vo1 sería la
identificada en la figura 1.
Este circuito es la configuración óptima para las etapas de ganancia de...