Differanseforsterker

Differanseforsterker, også kalt differensialforsterker, er en elektronisk forsterker som primært forsterker forskjellen mellom to inngangssignaler samtidig som fellesmodus-signaler delvis undertrykkes. Den brukes når små differensielle spenninger må måles eller prosesseres med høy støyimmunitet, for eksempel i presisjonsinstrumenter og som første forsterker i mange op-amps.

Den vanligste utformingen er en emitter-knyttet todeling (long-tailed pair) der to transistorer deler en felles emitter-strømtilførsel. Inngangen tas på basene, og utgangen tas fra kollektorene (enkeltutgang) eller som differansen mellom de to kollektorsignaler. Den gir høy inngangsimpedans og god grad av fellesmodusundertrykkelse, avhengig av symmetri og belastning.

Driften styres av differensen mellom inngangs-signaler. Når spenningen på den ene basen øker litt, trekker den transistoren mer strøm og kollektoren til den andre transistoren faller tilsvarende, slik at forskjellen mellom utgangene gjenspeiles sterkere. CMRR (common-mode rejection ratio) beskriver hvor godt fellesmodus-signalene undertrykkes.

Variantene inkluderer BJT- eller FET-differanseparere og aktive laster som strøm-sikrere eller strømmirror. I integrerte kretser brukes differanseforsterkere ofte som inngangsstellet i op-amps og i instrumentforsterkere, ofte med emitter-degenerasjon for bedre linearitet og stabilitet.

Designfaktorer omfatter nøyaktig matching, balanse i belastningene, stabil tail-strøm og temperaturkompensasjon. Fordeler er høy fellesmodus-undertrykkelse, stor inngangsimpedans og evne til å forsterke små differensielle signaler; begrensninger inkluderer behov for presis konstruksjon og temperaturkontroll.