Ya sabemos que un amplificador es un equipo que nos ayuda en aumentar la energía, la potencia de una señal, así como la tensión, pero seguramente desconocemos en qué consiste el amplificador diferencial y cómo es su funcionamiento.
Para discernir estas interrogantes, sigue leyendo este artículo donde estaremos abordando los aspectos fundamentales de este poderoso dispositivo electrónico.
Si te familiarizas con el mundo de la electricidad o de la electrónica, es posible que domines todo lo relacionado a este instrumento, pero si no es el caso la información que vamos a suministrar te será muy útil.
¿Qué es un amplificador diferencial?
El amplificador diferencial es un circuito que forma parte fundamental de muchos amplificadores y comparadores y es la etapa clave de la familia lógica ECL. Es un dispositivo que aumenta la diferencia entre dos voltajes de entrada, pero que destruye cualquier voltaje común a dichas entradas. Se trata de un circuito analógico con dos entradas denominadas entrada inversora y entrada no inversora y una sola salida proporcional a la diferencia entre los dos voltajes.
Algunos fabricantes llaman a este instrumento como par diferencial
¿Cómo nace el amplificador diferencial?
Este circuito se implementó inicialmente usano un par de tubos de vacío. El circuito funciona de la misma manera para todos los dispositivos de tres terminales con ganancia de corriente.
El circuito par de cola larga surgió en una patente presentada por el inventor británico Alan Blumlein en 1936.4A finales de la década de 1930.
Los circuitos de acoplado en corriente continua se establecieron como el modelo después de la primera generación de computadoras de tubos de vacío.
Fabricación del amplificador diferencial
Es fabricado con dos transistores que comparten la misma conexión de emisor, por la que se introduce una corriente de polarización. Las bases de los transistores son las entradas (I+ e I-), mientras que los colectores son las salidas.
Si se terminan en resistencias, se tiene una salida también diferencial. Se puede duplicar la ganancia del par con un espejo de corriente entre los dos colectores.
Tipos de amplificador diferencial
- Amplificador diferencial básico bipolar: Instituye la etapa de entrada más habitual de la totalidad de los amplificadores operaciones y comparadores, por lo general es el elemento básico de las puertas digitales del conjunto de lógica ECL. Posee una simetría que le concede unas particularidades importantes para el análisis y diseño. Funcionan con corriente continua y con corriente alterna.
- Amplificador diferencial bipolar con fuente de corriente: Cuando se aplica una tensión de entrada diferencial, la suma de corriente en ambos transistores se mantiene constante a Un aumento de la energía en un transistor origina una disminución de corriente en la misma proporción en el otro transistor. Funciona con tensiones máximas de entrada en modo diferencial bajas; del orden de 100mV~4VT. Resaltado este valor, uno de los transistores se corta y por el otro transita la corriente IEE.
- Amplificador diferencial con carga activa: En estos tipos de amplificadores las fuentes de alimentación pueden ser usadas como carga activa en un amplificador diferencial. El espejo de corriente es el circuito que mejor se ajusta al tener una resistencia interna poco elevada. Dicha resistencia elimina los problemas de polarización y mantiene una ganancia muy alta.
- Amplificadores diferenciales FET: Se caracterizan porque la impedancia de entrada puede ser muy alta en caso de usar transistores FET. La ganancia de este amplificador puede mejorarse utilizando cargas activas. Es importante destacar que Los transistores JFET contienen una tecnología concurrente con los BJT, por lo cual pueden ser fabricados paralelamente en un circuito integrado, logrando la composición de las características de ambos instrumentos como son su alta impedancia de entrada (JFET) y linealidad y altas prestaciones (BJT).
Utilidad del amplificador diferencial
A continuación mencionamos algunos casos donde su utilidad en rutinaria
- En la electrónica analógica
- Multiplicadores analógicos, como por ejemplo, las calculadoras.
- En amplificaciones operacionales
- En comparadores de tensión
- En la electrónica digital
- En circuitos integrados
- Para amplificar señales diferenciales balanceadas que se usan para comunicar señales pequeñas en espacios con alto ruido eléctrico
- se utilizan en circuitos con retroalimentación negativa que controla motores y amplificación de señal, entre otros.
Configuración de los amplificadores diferenciales
Estos dispositivos son compatibles para ser configurados como un amplificador diferencial, que funcione como amplificador de extremo único, si se conecta a tierra una de las entradas. Los equipos más modernos normalmente se integran en un solo microchip. Dentro del microchip, las señales positivas y negativas se agregan y se convierten en una única salida.
Estos son algunos modelos de amplificador disponibles en el mercado
- Amplificador de diferencial AD629BRZ 1-Canales SOIC, 8-Pines
- Amplificador de diferencial INA105KP 1-Canales PDIP, 8-Pines
- Amplificador de diferencial AD698APZ 17,5 V PLCC, 28-Pines
- Amplificador de diferencial AD8132ARMZ 3 V, 5 V, 9 V 1-Canales MSOP, 8-Pines
- Amplificador de diferencial THS4541IRGTT 3 V 850MHZ 1-Canales QFN Salida Raíl a Raíl, 16-Pines
- LuShuMaDa Placa amplificadora diferencial HT8696 2x10W
- JENOR HT8696 Placa Amplificador de diferencial 2x10W Amplificador de Audio Digital Class-D
- LuShuMaDa NS4110B DC 6-14V Placa de Amplificador diferencial 2x18W Amplificador de Potencia de Audio Digital