¿Cómo funciona un amplificador diferencial en electrónica?
¡Hola! Como proveedor de componentes electrónicos, he visto de primera mano cómo los diferentes componentes desempeñan funciones cruciales en diversos circuitos electrónicos. Uno de esos elementos importantes del circuito es el amplificador diferencial. En este blog, explicaré cómo funciona un amplificador diferencial y por qué es tan útil en electrónica.
¿Qué es un amplificador diferencial?
Un amplificador diferencial es un tipo de amplificador electrónico que amplifica la diferencia entre dos señales de entrada y rechaza cualquier señal de modo común. En términos más simples, observa la variación entre dos voltajes de entrada y aumenta esa diferencia. Esto es muy útil porque en escenarios del mundo real, a menudo hay señales no deseadas que son comunes a ambas entradas (señales de modo común) y no queremos que afecten nuestra salida.
Estructura básica y componentes
El circuito amplificador diferencial básico generalmente consta de dos transistores (ya sean transistores de unión bipolar o transistores de efecto de campo) conectados en una configuración específica. Echemos un vistazo a la versión del transistor de unión bipolar (BJT) por simplicidad.
Tenemos dos terminales de entrada, llamémoslos $V_{in1}$ y $V_{in2}$. Cada entrada está conectada a la base de un transistor. Los emisores de estos dos transistores están conectados entre sí y normalmente están polarizados por una fuente de corriente constante. Los colectores de los transistores están conectados a la fuente de alimentación a través de resistencias de carga.
Cómo funciona: conceptos básicos
Cuando aplicamos dos voltajes de entrada $V_{in1}$ y $V_{in2}$ al amplificador diferencial, los transistores responden en función de la diferencia entre estos voltajes.
Supongamos que los dos voltajes de entrada son iguales, es decir, $V_{in1}=V_{in2}$. En este caso, las corrientes que circulan por los dos transistores serán las mismas. Dado que los colectores están conectados a resistencias de carga, las caídas de voltaje a través de estas resistencias también serán las mismas. Entonces, el voltaje de salida, que es la diferencia entre los voltajes en los dos colectores, será cero. Este es el rechazo de la señal de modo común.
Ahora, si $V_{in1}$ es mayor que $V_{in2}$, el transistor conectado a $V_{in1}$ conducirá más corriente en comparación con el conectado a $V_{in2}$. Esto provoca una caída de voltaje mayor a través de la resistencia de carga del primer transistor y una caída de voltaje menor a través de la resistencia de carga del segundo transistor. Como resultado, habrá un voltaje de salida distinto de cero que representa la diferencia amplificada entre $V_{in1}$ y $V_{in2}$.
Común: relación de rechazo de modo (CMRR)
La capacidad de un amplificador diferencial para rechazar señales en modo común se mide mediante la relación de rechazo en modo común (CMRR). Se define como la relación entre la ganancia en modo diferencial ($A_d$) y la ganancia en modo común ($A_{cm}$).
[CMRR = \frac{A_d}{A_{cm}}]
Es deseable un CMRR alto porque significa que el amplificador puede ignorar efectivamente las señales de modo común y concentrarse en amplificar la señal diferencial. Por ejemplo, en un amplificador diferencial de alta calidad, el CMRR puede estar en el rango de 80 a 100 dB.
Aplicaciones de amplificadores diferenciales
Los amplificadores diferenciales tienen una amplia gama de aplicaciones en electrónica.
- Amplificadores de instrumentación: Se utilizan en equipos de medición y prueba. Necesitan amplificar pequeñas señales diferenciales y al mismo tiempo rechazar el ruido de modo común que pueda estar presente en el entorno de medición. Por ejemplo, en un circuito de sensor de temperatura, el amplificador diferencial puede amplificar la pequeña diferencia de voltaje generada por el sensor ignorando cualquier ruido eléctrico presente en ambas líneas de entrada.
- Sistemas de audio: Los amplificadores diferenciales se utilizan en preamplificadores de audio para mejorar la relación señal-ruido. Pueden rechazar cualquier zumbido o interferencia que sea común a ambos canales de entrada.
- Sistemas de comunicación: En los sistemas de comunicación, los amplificadores diferenciales se utilizan para amplificar las señales diferenciales transmitidas por cables de larga distancia. Esto ayuda a reducir los efectos de la interferencia electromagnética (EMI) y la diafonía.
Nuestros componentes electrónicos para amplificadores diferenciales
Como proveedor de componentes electrónicos, ofrecemos una variedad de componentes que se pueden utilizar en circuitos amplificadores diferenciales. Por ejemplo, tenemos resistencias y condensadores de alta calidad que son esenciales para polarizar los transistores y configurar la ganancia del amplificador.
También tenemos una gran selección de transistores, tanto BJT como FET, que pueden usarse para construir amplificadores diferenciales. Estos transistores tienen excelentes características de rendimiento, como alta ganancia y bajo ruido, que son cruciales para el buen funcionamiento de un amplificador diferencial.
Además, ofrecemos algunos condensadores que se pueden utilizar en circuitos relacionados. Echa un vistazo a nuestroCondensador de motor de CA CBB65,Condensador de arranque CD60, yCondensador de arranque del motor de CA CBB61. Si bien son principalmente para aplicaciones de motores, también se pueden usar en algunos circuitos de filtro o fuente de alimentación que forman parte de un sistema más grande que contiene amplificadores diferenciales.
¿Por qué elegir nuestros componentes?
Nuestros componentes provienen de fabricantes confiables y se prueban exhaustivamente para garantizar una alta calidad y rendimiento. Entendemos la importancia de tener componentes que funcionen consistentemente en circuitos electrónicos, especialmente en aplicaciones críticas como amplificadores diferenciales.
También ofrecemos precios competitivos y un excelente servicio al cliente. Si usted es un aficionado que construye un proyecto pequeño o un ingeniero profesional que trabaja en un diseño a gran escala, estamos aquí para ayudarlo a encontrar los componentes adecuados para sus necesidades.
Conectémonos y analicemos su adquisición
Si está buscando componentes electrónicos para sus circuitos amplificadores diferenciales o cualquier otro proyecto, no dude en contactarnos. Estaremos más que felices de analizar sus requisitos, brindarle soporte técnico y ofrecer cotizaciones competitivas. Ya sea que necesite una pequeña cantidad para la creación de prototipos o un pedido de producción a gran escala, lo tenemos cubierto.
Referencias
- Horowitz, P. y Hill, W. (1989). El arte de la electrónica. Prensa de la Universidad de Cambridge.
- Sedra, AS y Smith, KC (2015). Circuitos microelectrónicos. Prensa de la Universidad de Oxford.